当矿物材料用作填料时，机械性能(弹性模量、拉伸强度、刚性、撕裂强度、冲击强度、摩擦系数、耐磨性等。)的聚合物基复合材料(塑料、橡胶和胶粘剂)的性能可以得到有效的提高，这些粉末材料成为矿物增强材料。
矿物的增强作用主要取决于其粒度、比表面积和颗粒形状。矿物增强材料可分为针状增强材料、片状增强材料和颗粒状增强材料。
矿物材料的增强效果顺序为:针状填料>:片状填料>:粒状填料。基体材料中增强材料的流动性顺序大致如下:片状填料>:针状填料>:粒状填料。
下面小编将介绍硅灰石、云母、滑石、高岭土、石墨、硫酸钙晶须、碳化硅晶须、氧化铝晶须等矿物增强材料。
1.针状硅灰石增强材料
硅灰石是一种偏硅酸钙矿物，化学式为CaSiO3，理论化学成分为CaO48.3%，SiO251.7%。目前，低温三斜硅灰石被广泛用作工业矿物原料。
(1)加工方法
硅灰石的晶体结构决定了即使是细小的颗粒也是纤维状或针状的。硅灰石的а晶型的长径比为5∶1，β；晶形为20: 1，最高可达30: 1，其长径比随研磨方式不同而变化很大。要提高硅灰石产品的长径比，关键在于采用合适的研磨方法保持矿物原有的晶体结构。
长径比(>:10)硅灰石粉可替代石棉纤维、造纸纤维、塑料、橡胶等高分子基复合材料等。具有很高的工业应用价值。比如作为塑料填料，可以提高产品的强度和尺寸稳定性。
云母可分为白云母、黑云母和锂云母。白云母的化学成分为KAL 2 (ALI3O10) (OH) 2，硬度为2-2.5，可剥离至10左右。金云母的化学成分为KMG3 (ALI3O10) (F，OH) 2，硬度为2.78-2.85，可剥成5-10左右。
(1)加工方法片状云母片一般采用手工、摩擦、整形等方式挑选；压碎的云母被风选和浮选。
干燥云母粉:
采用粗粉碎、细粉碎和超细粉碎；
主要设备:爪式破碎机，柱磨机，雷蒙磨，气流磨等。
使用雷蒙磨粉机等强力磨粉机，云母粉纯度普遍较低，云母晶形破坏严重，颗粒直径和厚度相对较低(10倍左右)，晶片有撕裂、穿孔、表面砂光等多种缺陷。
湿云母粉研磨:
天然云母(碎云母、制造云母纸的废浆、片麻岩中的云母等。)为原料，以水为介质加工而成。
质地纯净、表面光滑、径厚比大、附着力强等。产品纯度达到95%以上。
未受损的云母晶片无穿孔、撕裂等缺陷，极薄，径厚比大，不含有害杂质，粒度分布集中，质量稳定。
湿法生产工艺复杂，生产周期长，水、电、药消耗大，生产成本高。
国际市场上的云母粉一般采用湿法生产。
大径厚比湿云母粉的加入明显提高了橡胶的抗冲击性、机械强度、摩擦系数、弹性模量和形态稳定性。
大径厚比湿云母粉的拉伸强度、冲击强度、弹性模量、抗热扭转性、抗疲劳蠕变性和耐磨性显著提高。
3.片状滑石增强材料
滑石是一种常见的硅酸盐矿物，非常柔软，有一种奶油般的感觉。滑石通常呈块状、刀片状、纤维状或放射状。在机械力的作用下，薄片很容易剥离，成为单片。
(1)加工方法对于片状结构的滑石矿物，如何有效解决干剥离问题，稳定准确地控制滑石粉的粒度分布和晶体形貌，是滑石产品生产中的重要环节。
原料:滑石中的杂质都没有片状结构。滑石越纯，杂质越少，片状结构越好。
加工工艺:选矿、初级粉碎、超细粉碎、分级等。
研磨设备:以拉蒙机、机械冲击磨、气流磨为主。
产品粒度:产品的平均粒度D50为2 ~ 3μ；m滑石粉产品。
滑石超细粉碎过程中，采用不同的加工方法，产品的片状结构保持不同。目前超细滑石主要采用气流粉碎技术，有逆流法和旋流法两种加工工艺。
(2)应用特点
超细滑石粉具有片状结构，能分层均匀分散在树脂中，与树脂具有良好的相容性和力学性能的互补性；
它能提高塑料制品的刚性、冲击强度、弯曲模量和热稳定性。
滑石粉的层状结构越完整，其增强效果越明显。
作为塑料薄膜的填料，可以提高薄膜的力学性能，如拉伸强度、弯曲强度和刚性。
4.片状高岭土增强材料
高岭土是一种以高岭石粘土矿物为主的粘土或粘土岩，属于1: 1层状八面体层状铝硅酸盐矿物，粉碎后呈片状颗粒。
(1)加工方法
超细粉碎:高岭土超细粉碎设备主要有振动磨、冲击磨、离心磨、胶体磨、气流磨和搅拌磨等。
高岭土剥离:高岭土剥离是通过剥离和分层将厚层压板分离成单片。剥离不仅使层状粗粒高岭土变成薄片，而且释放出高岭土中的有色杂质，剥离高岭土的径厚比大。
高岭土的湿法超细粉碎(剥离)方法有湿法粉碎、挤压和化学浸泡；
研磨脱皮设备:研磨脱皮机(如MBP300、500型号)、搅拌球磨机、砂磨机等。常用的研磨介质有玻璃珠、氧化铝珠、刚玉珠、氧化锆珠、天然石英砂等。，粒径为0.8-3毫米。
挤压剥离:利用高压浆料均质机，通过空化效应使高岭土的晶体片层沿层间剥离。
化学剥离:化学试剂用于疏松层状高岭土晶体。
CDS高流量砂磨机(2)应用特点
高岭土在造纸涂料中最重要的应用是利用其特殊的片状形状。当剥离型高岭土替代10%和20%的二氧化钛时，涂层的对比率基本不变，外观良好，粘度变化不大。
5.片状石墨增强材料石墨是一种含碳元素的晶体矿物，具有完整的层状解理。解理面以分子键为主，对分子的吸引力较弱，自然可浮性很好。
加工方法:超声波粉碎、高速剪切、剥皮磨等。应用领域
6.硫酸钙晶须晶须是一种在人工控制下以单晶形式生长的纤维，一般只有0.1到几微米。高度有序的原子排列结构使其强度接近材料原子间价键的理论强度。因此，晶须的最大用途是作为增强材料。
硫酸钙晶须，即石膏晶须，分为无水硫酸钙(CaSO4)晶须、半水硫酸钙(CaSO4·0.5H2O)晶须和二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)晶须。工业应用前景最好的是无水硫酸钙晶须。
硫酸钙晶须的合成方法包括水热法、常压酸化法、微乳液法和离子交换法。
硫酸钙晶须具有环保、性价比高等特点。可用作增强组分和无机填料，以及阻燃和增白，广泛应用于工业领域。
7.碳化硅晶须碳化硅晶须包括& ldquo胡须之王& rdquo它是一种黄绿色或灰绿色、直径为纳米至微米、高度单一取向的短单晶纤维。其晶体结构类似金刚石，具有熔点高、密度低、抗拉强度高、弹性模量高、热膨胀系数低、与金属和陶瓷基体相容性好等优点。
碳化硅晶须的制备方法包括气相碳源法、固相碳源法、液相碳源法等。碳化硅的加入可以明显提高陶瓷的韧性，断裂韧性提高1-2倍。碳化硅晶须增韧金属基、陶瓷基和聚合物基复合材料已广泛应用于机械、化工、国防、能源和环保等领域。
8.氧化铝晶须
氧化铝晶须(又称蓝宝石晶须)作为复合材料的优良添加剂，具有高强度、高弹性模量、α；-Al2O3晶须为自色，呈针状或纤维状结构，截面一般为六角形。
氧化铝晶须的主要制备方法包括湿氢法、Al-SiO2法、模板法、前驱体法等。
氧化铝晶须因其与金属基材料和陶瓷基材料良好的相容性而广泛应用于军事工业、航空航天和农业领域。行业。
9.其他胡须
氮化硅晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝氧化锌、氧化镁、二硼化钛、碳酸钙晶须等。有其独特的性能和广阔的应用前景。
