Kapag nakakakita tayo ng mga produktong gawa safiberglass, madalas na napapansin lamang natin ang kanilang hitsura at gamit, ngunit bihirang isaalang-alang: Ano ang panloob na istruktura ng manipis na itim o puting filament na ito? Ang mga hindi nakikitang microstructure na ito ang nagbibigay sa fiberglass ng mga natatanging katangian nito, tulad ng mataas na tibay, resistensya sa mataas na temperatura, at resistensya sa kalawang. Ngayon, sisiyasatin natin ang "panloob na mundo" ng fiberglass upang ibunyag ang mga sikreto ng istruktura nito.
Ang Mikroskopikong Pundasyon: “Magulong Kaayusan” sa Antas ng Atomika
Mula sa pananaw ng atomika, ang pangunahing bahagi ng fiberglass ay silicon dioxide (karaniwang 50%-70% ayon sa timbang), kasama ang iba pang mga elemento tulad ng calcium oxide, magnesium oxide, at aluminum oxide na idinagdag upang ayusin ang mga katangian nito. Ang pagkakaayos ng mga atomong ito ang tumutukoy sa mga pangunahing katangian ng fiberglass.
Hindi tulad ng "long-range order" ng mga atomo sa mga mala-kristal na materyales (tulad ng mga metal o quartz crystal), ang atomic arrangement sa fiberglass ay nagpapakita ng"kaayusan sa maikling panahon, kaguluhan sa mahabang panahon."Sa madaling salita, sa isang lokal na lugar (sa loob ng saklaw ng ilang atomo), ang bawat atomo ng silicon ay nagbubuklod sa apat na atomo ng oxygen, na bumubuo ng isang parang piramide"silica tetrahedron"istruktura. Ang lokal na kaayusang ito ay maayos. Gayunpaman, sa mas malaking saklaw, ang mga silica tetrahedra na ito ay hindi bumubuo ng isang regular na paulit-ulit na sala-sala tulad ng sa isang kristal. Sa halip, ang mga ito ay sapalarang konektado at nakasalansan sa isang hindi maayos na paraan, katulad ng isang tumpok ng mga bloke ng gusali na hindi sinasadyang binuo, na bumubuo ng isang amorphous na istrukturang salamin.
Ang amorpong istrukturang ito ay isa sa mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ngfiberglassat ordinaryong salamin. Sa proseso ng paglamig ng ordinaryong salamin, ang mga atomo ay may sapat na oras upang bumuo ng maliliit, lokal na nakaayos na mga kristal, na humahantong sa mas mataas na pagkalutong. Sa kabaligtaran, ang fiberglass ay nagagawa sa pamamagitan ng mabilis na pag-unat at paglamig ng tinunaw na salamin. Ang mga atomo ay walang oras upang ayusin ang kanilang mga sarili sa isang maayos na paraan at "nagyeyelo" sa ganitong hindi maayos at walang hugis na estado. Binabawasan nito ang mga depekto sa mga hangganan ng kristal, na nagpapahintulot sa hibla na mapanatili ang mga katangian ng salamin habang nakakakuha ng mas mahusay na tibay at lakas ng tensile.
Kayarian ng Monofilament: Isang Magkakaparehong Entidad mula "Balat" hanggang "Ubod"
Ang fiberglass na nakikita natin ay binubuo talaga ng maramingmga monofilament, ngunit ang bawat monofilament ay isang kumpletong yunit ng istruktura sa sarili nito. Ang isang monofilament ay karaniwang may diyametro na 5-20 micrometer (mga 1/5 hanggang 1/2 ang diyametro ng isang buhok ng tao). Ang istruktura nito ay pare-pareho"Solidong hugis silindro"nang walang halatang pagpapatong-patong. Gayunpaman, mula sa perspektibo ng mikroskopikong distribusyon ng komposisyon, may mga banayad na pagkakaiba sa "balat-ubod".
Sa proseso ng pagguhit, habang ang tinunaw na salamin ay inilalabas mula sa maliliit na butas ng spinneret, ang ibabaw ay mabilis na lumalamig kapag nadikit sa hangin, na bumubuo ng isang napakanipis na"balat"patong (mga 0.1-0.5 micrometers ang kapal). Ang patong na ito ng balat ay mas mabilis na lumalamig kaysa sa panloob"ubod."Dahil dito, ang nilalaman ng silicon dioxide sa patong ng balat ay bahagyang mas mataas kaysa sa core, at ang atomic arrangement ay mas siksik na may mas kaunting depekto. Ang banayad na pagkakaiba sa komposisyon at istraktura na ito ay nagpapatibay sa ibabaw ng monofilament sa katigasan at resistensya sa kalawang kaysa sa core. Binabawasan din nito ang posibilidad ng mga bitak sa ibabaw—ang pagkasira ng materyal ay kadalasang nagsisimula sa mga depekto sa ibabaw, at ang siksik na balat na ito ay nagsisilbing proteksiyon na "shell" para sa monofilament.
Bukod sa banayad na pagkakaiba sa pagitan ng balat at ng core nito, isang mataas na kalidadfiberglassAng monofilament ay mayroon ding lubos na pabilog na simetriya sa cross-section nito, na may error sa diyametro na karaniwang kinokontrol sa loob ng 1 micrometer. Tinitiyak ng pare-parehong geometric na istrukturang ito na kapag ang monofilament ay na-stress, ang stress ay pantay na ipinamamahagi sa buong cross-section, na pumipigil sa konsentrasyon ng stress na dulot ng mga lokal na iregularidad ng kapal at sa gayon ay nagpapabuti sa pangkalahatang tensile strength.
Kolektibong Kayarian: Ang Maayos na Kombinasyon ng "Sinulbon" at "Tela"
Bagama't matibay ang mga monofilament, ang kanilang diyametro ay masyadong pino para gamitin nang mag-isa. Samakatuwid, ang fiberglass ay karaniwang umiiral sa anyo ng isang"kolektibo,"kadalasan bilang"sinulid na gawa sa fiberglass"at"Tela na gawa sa fiberglass."Ang kanilang istraktura ay resulta ng maayos na kombinasyon ng mga monofilament.
Ang sinulid na fiberglass ay isang koleksyon ng dose-dosenang hanggang libu-libong monofilament, na binubuo ng alinman sa"Pag-ikot"o pagiging"hindi pilipit."Ang sinulid na hindi pinilipit ay isang maluwag na koleksyon ng mga parallel na monofilament, na may simpleng istraktura, pangunahing ginagamit sa paggawa ng glass wool, tinadtad na mga hibla, atbp. Ang sinulid na pinilipit, sa kabilang banda, ay nabubuo sa pamamagitan ng pagpilipit sa mga monofilament nang magkakasama, na lumilikha ng isang spiral na istraktura na katulad ng sinulid na bulak. Ang istrakturang ito ay nagpapataas ng puwersa ng pagbubuklod sa pagitan ng mga monofilament, na pumipigil sa sinulid na mabuwag sa ilalim ng stress, na ginagawa itong angkop para sa paghabi, pag-ikot, at iba pang mga pamamaraan sa pagproseso. Ang"bilangin"ng sinulid (isang indeks na nagpapahiwatig ng bilang ng mga monofilament, halimbawa, ang isang 1200 tex na sinulid ay binubuo ng 1200 monofilament) at ang"Iba-iba"(ang bilang ng mga pilikmata bawat yunit ng haba) ay direktang tumutukoy sa lakas, kakayahang umangkop, at kasunod na pagganap sa pagproseso ng sinulid.
Ang telang fiberglass ay isang mala-sheet na istraktura na gawa sa sinulid na fiberglass sa pamamagitan ng proseso ng paghabi. Ang tatlong pangunahing habi ay plain, twill, at satin.Payak na habiAng tela ay nabubuo sa pamamagitan ng salit-salit na pagsasanib ng mga sinulid na warp at weft, na nagreresulta sa isang masikip na istraktura na may mababang permeability ngunit pare-parehong lakas, na ginagawa itong angkop bilang isang base na materyal para sa mga composite na materyales. Sahabi ng twillAng mga sinulid na tela, paayon, at pahalang ay nagsasama-sama sa proporsyon na 2:1 o 3:1, na lumilikha ng pahilis na disenyo sa ibabaw. Ito ay mas nababaluktot kaysa sa simpleng habi at kadalasang ginagamit para sa mga produktong nangangailangan ng pagbaluktot o paghubog.Hinabing satinay may mas kaunting mga interlacing point, na may mga sinulid na warp o weft na bumubuo ng tuluy-tuloy na lumulutang na mga linya sa ibabaw. Ang habing ito ay malambot sa paghipo at may makinis na ibabaw, kaya angkop ito para sa mga pandekorasyon o mababang-friction na bahagi.
Sinulid man o tela, ang pangunahing bahagi ng kolektibong istruktura ay ang pagkamit ng pagpapahusay ng pagganap ng"1+1>2"sa pamamagitan ng maayos na kombinasyon ng mga monofilament. Ang mga monofilament ang nagbibigay ng pangunahing lakas, habang ang kolektibong istraktura ay nagbibigay sa materyal ng iba't ibang anyo, kakayahang umangkop, at kakayahang umangkop sa pagproseso upang matugunan ang iba't ibang pangangailangan, mula sa thermal insulation hanggang sa structural reinforcement.
Oras ng pag-post: Set-16-2025
