中国粉体网讯 黑滑石是一种硅酸盐矿物，其主要化学成分为Mg3（Si4O10）（OH）2，因含有类石墨烯的有机质，而呈现黑色或灰黑色。黑滑石质地柔软，具有良好的电绝缘性和耐热性，耐强酸、强碱，对油脂有强烈的吸附作用，并具有良好的润滑性，煅烧后白度可高达97%。
江西黑滑石矿
图源：江西泰珂新材料有限公司
目前黑滑石主要分布在江西广丰、江西九江、湖南卡棚、广东平远、广西陆川、重庆丰都等地，仅江西广丰黑滑石储量就超过10亿吨。
我国部分地区黑滑石的化学成分（质量分数/%）
黑滑石主要应用于日用陶瓷和橡胶、塑料、涂料、造纸等填料。研究发现，黑滑石在新能源、环保、医药、抗菌、精细化工等方面也有独特的作用，具备发展高附加值产品的潜力。
黑滑石12大应用
石墨烯复合材料
吴小文等以黑滑石为原料，研究了不同温度和气氛下煅烧或炭化过程中的物相行为变化，并以煅烧/炭化产物为原料烧结制备出石墨烯增强顽火辉石基复合材料。研究结果表明，在氮气气氛下高温处理后的滑石粉中存在多层石墨烯，这对复合材料的性能的提高起到重要的作用。氮气气氛下炭化产物所制备的复合材料较空气气氛下煅烧产物所制得的复合材料而言，其平均抗折强度提高约10MPa，电阻率低一个数量级，平均导热系数提高了约6.2×10-1W/(m·K)。
电极材料
范朋等以天然黑滑石为原料，采用酸处理法从黑滑石中提取制备了一种新型碳材料FC，并分别对其进行500℃和800℃热处理，得到热处理样品FC500和FC800。其中，800℃热处理后，碳材料表面氟化官能团被完全去除，材料结构缺陷增加，首次不可逆容量降低，电子电导率提高，因此具有更高的首次库伦效率、更好的倍率性能和循环性能。FC800电极在0.1C倍率下的比容量为477mAhg-1，在各倍率条件下的比容量均高于商用石墨负极，循环性能优于FC和FC500电极。
环保材料
秦文莉等采用原位合成技术制备了黑滑石/NiTiO3复合材料，NiTiO3增加了介电损耗，提高了该材料对电磁波的吸收性能，并与黑滑石/NiFe2O4复合材料的电磁波吸收性能进行对比，拓展了黑滑石在电磁波吸收方面的应用。制备的黑滑石/NiFe2O4复合材料，良好的电磁波吸收性能，在微波辅助下，表现出对难降解污染物的较好的降解效果，拓展了黑滑石在污染物降解方面的应用。
特种陶瓷材料
黑滑石经高温煅烧后主要物相为镁硅酸盐和石英，两者均是低介电常数组分，因此，黑滑石有望成为低成本低介电常数陶瓷材料的候选体系。刘子峥等以江西广丰黑滑石矿作为研究对象，制备黑滑石基微波介质陶瓷材料。研究表明：黑滑石陶瓷以MgSiO3顽火辉石相和SiO2方石英相共存。烧结致密性和样品组分对陶瓷材料的微波介电性能有重要影响。当烧结温度为1325℃时，样品具有最佳的微波介质性能εr：=5.11，Qxf=56782GHz，τf=-17.85x10-6/℃。这一研究不但为黑滑石的高值化利用提供新的思路，同时也为5G商用微波器件用陶瓷材料提供新的解决方案。
摩擦材料
在摩擦材料中应用时，黑滑石会产生大量的次级接触平台，不断地建立接触面并减少其变化，从而有效提高摩擦系数的稳定性。
尚玺等探究黑滑石作为摩擦材料中摩擦系数稳定剂对刹车片综合性能的影响规律。设计三因素(焦炭粉、人造石墨、黑滑石)两水平正交试验，研究减摩填料对摩擦性能的影响。结果表明，温度较高时，黑滑石与焦炭粉和人造石墨之间的协同作用增加，能够有效降低磨损，总磨损率由2.49×10-7cm3/(N·m)降至1.84×10-7cm3/(N·m)。其中，6wt.%焦炭粉，9wt.%人造石墨，7wt.%黑滑石表现出最佳的摩擦系数稳定性。
抗菌材料
以酸活化后的矿物为功能性阳离子载体，植入Ar、Cu2+、Zn2+等抗菌金属离子，活性离子稳定地保留在矿物中，通过缓慢安全地释放起到抑菌杀菌作用。
孟宇航等基于700℃煅烧黑滑石(Talc)稳定的层状结构、良好的生物相容性和抗菌性能，在溶液体系中通过原位沉淀制备了ZnO/Talc黑滑石抗菌新材料。抗菌实验结果发现，当Z/T-30浓度为1mg/mL时，其抗菌率接近100%，该浓度远低于GB/T21510-2008《纳米无机材料抗菌性能检测办法》中要求的5mg/mL。当Z/T-30浓度为2mg/mL时，L929细胞的存活率为84%，仍高于75%，没有明显的细胞毒性。此外，与Talc相比，Z/T-30浸出Mg2+更少，有助于提高材料的抗菌广谱性。因此，Z/T-30具有优异的抗菌活性和良好的生物相容性，可作为无机抗菌材料使用。
医药
黑滑石化学成分毒性较低，具备粘土类矿物结构，具有止血、抗裂、吸附效果，能有效吸收油脂、人体的腐败物质、有机质，能发挥止血、杀菌、抑菌的作用，还可作为药物添加剂。
填料
黑滑石用于生产日用陶瓷，其能使陶瓷煅烧后密度均匀、表面平滑、光泽度好，并通过不同成分的配比使陶瓷展现出不同的色彩。
塑料中添加黑滑石粉可改善塑料的抗化学性、耐热性、稳定性、坚实性、抗拉强度、抗蠕变能力和电绝缘能力。
橡胶中添加黑滑石粉可使胶料塑性低、粘着性小、表面光滑等，常用于耐热、耐酸、耐碱及绝缘橡胶制品中。如在汽车轮胎中，用黑滑石粉替代部分炭黑，可以改善橡胶的耐热性能。
涂料中添加黑滑石粉可降低制造成本，増加产品剪切强度、压力强度和张力强度，降低其变形强度、伸张率和热膨胀系数。
造纸行业中黑滑石应用具备很大潜力，一方面优质白滑石矿逐年减少，符合造纸白度要求的矿更少。黑滑石中虽然存在有机质和游离碳，呈现黑色或黑灰色，但煅烧后的滑石白度可达91%以上，甚至高达97%，白度可超过白滑石，是优质的填料。另一方面，黑滑石具有片状结构、良好的绝缘性、耐热性、吸附性、润滑性，可以赋予纸张一定的功能性。黑滑石应用于造纸行业中一般作为填料和树脂处理剂使用。
结语
黑滑石应用并非近些年才兴起，其作为陶瓷材料和橡胶、塑料、涂料用填料使用已经有多年历史。但是黑滑石的应用价值不止于此，其在新能源、新材料的应用潜力已经显现，加之其储量巨大，开发高附加值应用产品更符合市场规律，更具发展潜力。
参考文献：
秦文莉：基于黑滑石的复合材料制备及其在功能材料领域的应用研究，浙江大学
刘子峥：黑滑石基微波介质陶瓷材料的结构与性能研究，常熟理工学院
范朋：基于层状结构矿物的电化学储能材料制备及其性能研究，中国地质大学（北京）
王运：江西广丰超大型高品质黑滑石矿石地球化学特征及应用建议，东华理工大学
尚玺：萤石和黑滑石对摩擦材料性能的影响及其机理探讨，中南大学
许子帅：黑滑石补强氯丁橡胶及其机理的研究，河北工业大学
吴小文：黑滑石高温物相行为变化及其复合材料性能研究，非金属矿物与固废资源材料化利用北京市重点实验室
孟宇航：黑滑石抗菌新材料的制备及其性能调控，中南大学
饶峥：江西广丰桃源黑滑石矿床矿物与元素组成特征及应用方向，关键矿产资源勘查与开发江西省重点实验室
(中国粉体网编辑整理/昧光)
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