նորություններ

Խոռոչ ապակե միկրոսֆերներև դրանց կոմպոզիտային նյութերը

Խորջրյա կիրառությունների համար նախատեսված բարձր ամրության պինդ լողունակության նյութերը սովորաբար կազմված են լողունակությունը կարգավորող միջավայրերից (խոռոչ միկրոգնդիկներ) և բարձր ամրության խեժային կոմպոզիտներից: Միջազգային մակարդակով այս նյութերը հասնում են 0.4–0.6 գ/սմ³ խտության և 40–100 ՄՊա սեղմման ամրության, և լայնորեն օգտագործվել են տարբեր խորջրյա սարքավորումներում: Խոռոչ միկրոգնդիկները գազով լցված հատուկ կառուցվածքային նյութեր են: Իրենց նյութական կազմի հիման վրա դրանք հիմնականում բաժանվում են օրգանական կոմպոզիտային միկրոգնդիկների և անօրգանական կոմպոզիտային միկրոգնդիկների: Օրգանական կոմպոզիտային միկրոգնդիկների վերաբերյալ հետազոտությունները ավելի ակտիվ են, որոնց թվում են պոլիստիրոլային խոռոչ միկրոգնդիկները և պոլիմեթիլ մետակրիլատային խոռոչ միկրոգնդիկները: Անօրգանական միկրոգնդիկներ պատրաստելու համար օգտագործվող նյութերը հիմնականում ներառում են ապակի, կերամիկա, բորատներ, ածխածին և թռչող մոխրի ցենոգնդիկներ:

Խոռոչ ապակե միկրոսֆերներ. սահմանում և դասակարգում

Խոռոչ ապակե միկրոգնդիկները անօրգանական ոչ մետաղական գնդաձև միկրոփոշու նյութի նոր տեսակ են՝ գերազանց հատկություններով, ինչպիսիք են փոքր մասնիկների չափը, գնդաձև ձևը, թեթև քաշը, ձայնամեկուսացումը, ջերմամեկուսացումը, մաշվածության դիմադրությունը և բարձր ջերմաստիճանի դիմադրությունը: Խոռոչ ապակե միկրոգնդիկները լայնորեն օգտագործվել են ավիատիեզերական նյութերում, ջրածնի կուտակման նյութերում, պինդ լողացող նյութերում, ջերմամեկուսիչ նյութերում, շինանյութերում, ինչպես նաև ներկերում և ծածկույթներում: Դրանք սովորաբար բաժանվում են երկու կատեգորիայի՝

① Ցենոսֆերաները, որոնք հիմնականում կազմված են SiO2-ից և մետաղական օքսիդներից, կարելի է ստանալ ջերմային էլեկտրակայաններում էլեկտրաէներգիայի արտադրության ընթացքում առաջացող թռչող մոխիրից: Չնայած ցենոսֆերաները ավելի էժան են, դրանք ունեն ցածր մաքրություն, մասնիկների լայն չափի բաշխում և, մասնավորապես, մասնիկների խտություն, որը սովորաբար գերազանցում է 0.6 գ/սմ3-ը, ինչը դրանք դարձնում է անպիտան խորջրյա կիրառությունների համար լողացող նյութեր պատրաստելու համար:

② Արհեստականորեն սինթեզված ապակե միկրոսֆերներ, որոնց ամրությունը, խտությունը և այլ ֆիզիկաքիմիական հատկությունները կարող են կարգավորվել գործընթացի պարամետրերը և հումքի բանաձևերը կարգավորելու միջոցով: Չնայած ավելի թանկ լինելուն, դրանք ունեն կիրառման ավելի լայն շրջանակ:

Խոռոչ ապակե միկրոսֆերների բնութագրերը

Պինդ լողունակ նյութերում խոռոչ ապակե միկրոսֆերների լայն կիրառումը անբաժանելի է դրանց գերազանց բնութագրերից։

①Խոռոչ ապակե միկրոսֆերներունեն խոռոչավոր ներքին կառուցվածք, ինչը հանգեցնում է թեթև քաշի, ցածր խտության և ցածր ջերմահաղորդականության: Սա ոչ միայն զգալիորեն նվազեցնում է կոմպոզիտային նյութերի խտությունը, այլև օժտում է դրանց գերազանց ջերմամեկուսացմամբ, ձայնամեկուսացմամբ, էլեկտրական մեկուսացմամբ և օպտիկական հատկություններով:

② Խոռոչ ապակե միկրոգնդիկները գնդաձև են, ունեն ցածր ծակոտկենություն (իդեալական լցանյութ) և գնդիկների կողմից պոլիմերի նվազագույն կլանման առավելություններ, այդպիսով քիչ ազդեցություն ունենալով մատրիցայի հոսունության և մածուցիկության վրա: Այս բնութագրերը հանգեցնում են կոմպոզիտային նյութում լարվածության ողջամիտ բաշխման, դրանով իսկ բարելավելով դրա կարծրությունը, կոշտությունը և չափային կայունությունը:

③ Խոռոչ ապակե միկրոգնդիկները ունեն բարձր ամրություն: Ըստ էության, խոռոչ ապակե միկրոգնդիկները բարակ պատերով, կնքված գնդիկներ են, որոնց պատյանի հիմնական բաղադրիչը ապակին է, որոնք ցուցաբերում են բարձր ամրություն: Սա մեծացնում է կոմպոզիտային նյութի ամրությունը՝ պահպանելով ցածր խտությունը:

Խոռոչ ապակե միկրոսֆերների պատրաստման մեթոդներ
Կան երեք հիմնական պատրաստման մեթոդներ.
① Փոշու մեթոդ։ Ապակե մատրիցը նախ մանրացվում է, ավելացվում է փրփրացնող նյութ, որից հետո այդ փոքր մասնիկները անցնում են բարձր ջերմաստիճանի վառարանով։ Երբ մասնիկները փափկում կամ հալվում են, ապակու մեջ գազ է առաջանում։ Գազի ընդարձակման հետ մեկտեղ մասնիկները վերածվում են խոռոչ գնդիկների, որոնք այնուհետև հավաքվում են ցիկլոնային բաժանիչի կամ պարկային ֆիլտրի միջոցով։

② Կաթիլային մեթոդ։ Որոշակի ջերմաստիճանում ցածր հալման կետ ունեցող նյութ պարունակող լուծույթը չորացվում է ցողիչով կամ տաքացվում է բարձր ջերմաստիճանի ուղղահայաց վառարանում, ինչպես բարձր ալկալային միկրոգնդիկների պատրաստման դեպքում։

③ Չոր գելի մեթոդ։ Այս մեթոդը որպես հումք օգտագործում է օրգանական ալկօքսիդներ և ներառում է երեք գործընթաց՝ չոր գելի պատրաստում, փոշիացում և փրփրացում բարձր ջերմաստիճանում։ Երեք մեթոդներն էլ ունեն որոշակի թերություններ. փոշու մեթոդը ապահովում է գնդիկների առաջացման ցածր արագություն, կաթիլային մեթոդը արտադրում է միկրոգնդիկներ՝ ցածր ամրությամբ, իսկ չոր գելի մեթոդը ունի հումքի բարձր ծախսեր։

Խոռոչ ապակե միկրոսֆերային կոմպոզիտային նյութի հիմք և կոմպոզիտային մեթոդ

Բարձր ամրության պինդ լողացող նյութ ձևավորելու համար՝խոռոչ ապակե միկրոսֆերներ, մատրիցային նյութը պետք է ունենա գերազանց հատկություններ, ինչպիսիք են ցածր խտությունը, բարձր ամրությունը, ցածր մածուցիկությունը և միկրոսֆերաների հետ լավ կպչունությունը: Ներկայումս օգտագործվող մատրիցային նյութերից են էպօքսիդային խեժը, պոլիեսթերային խեժը, ֆենոլային խեժը և սիլիկոնային խեժը: Դրանցից էպօքսիդային խեժը ամենատարածվածն է իրական արտադրության մեջ՝ իր բարձր ամրության, ցածր խտության, ցածր ջրի կլանման և ցածր ամրացման կծկման շնորհիվ: Ապակե միկրոսֆերաները կարող են կոմպոզիտացվել մատրիցային նյութերի հետ՝ ձուլման գործընթացների միջոցով, ինչպիսիք են ձուլումը, վակուումային իմպրեգացիան, հեղուկ փոխանցման ձուլումը, մասնիկների կուտակումը և սեղմման ձուլումը: Կարևոր է ընդգծել, որ միկրոսֆերաների և մատրիցի միջև միջերեսային վիճակը բարելավելու համար անհրաժեշտ է նաև փոփոխել միկրոսֆերաների մակերեսը, դրանով իսկ բարելավելով կոմպոզիտային նյութի ընդհանուր կատարողականությունը: