Kapag nakikita natin ang mga produktong gawa sapayberglas, madalas lamang nating napapansin ang kanilang hitsura at paggamit, ngunit bihirang isaalang-alang: Ano ang panloob na istraktura ng payat na itim o puting filament na ito? Ito ay tiyak na ang hindi nakikitang mga microstructure na ito ang nagbibigay sa fiberglass ng mga natatanging katangian nito, tulad ng mataas na lakas, mataas na temperatura na paglaban, at paglaban sa kaagnasan. Ngayon, susuriin natin ang "panloob na mundo" ng fiberglass upang ibunyag ang mga lihim ng istraktura nito.
Ang Microscopic Foundation: "Disordered Order" sa Atomic Level
Mula sa isang atomic na pananaw, ang pangunahing bahagi ng fiberglass ay silicon dioxide (karaniwang 50%-70% ayon sa timbang), na may iba pang elemento tulad ng calcium oxide, magnesium oxide, at aluminum oxide na idinagdag upang ayusin ang mga katangian nito. Ang pag-aayos ng mga atomo na ito ay tumutukoy sa mga pangunahing katangian ng fiberglass.
Hindi tulad ng "malayuang pagkakasunud-sunod" ng mga atomo sa mala-kristal na materyales (tulad ng mga metal o mga kristal na quartz), ang atomic arrangement sa fiberglass ay nagpapakita"short-range order, long-range disorder."Sa madaling salita, sa isang lokal na lugar (sa loob ng hanay ng ilang mga atomo), ang bawat silicon na atom ay nagbubuklod sa apat na atomo ng oxygen, na bumubuo ng mala-pyramid."silica tetrahedron"istraktura. Ang lokal na kaayusan ay iniutos. Gayunpaman, sa mas malaking sukat, ang 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 random na konektado at nakasalansan sa isang hindi maayos na paraan, katulad ng isang tumpok ng mga bloke ng gusali na biglaang binuo, na bumubuo ng isang amorphous na istraktura ng salamin.
Ang amorphous na istrakturang ito ay isa sa mga pangunahing pagkakaiba sa pagitanpayberglasat ordinaryong baso. Sa panahon ng proseso ng paglamig ng ordinaryong salamin, ang mga atomo ay may sapat na oras upang bumuo ng maliliit, lokal na inayos na mga kristal, na humahantong sa mas mataas na brittleness. Sa kaibahan, ang fiberglass ay ginawa sa pamamagitan ng mabilis na pag-uunat at paglamig ng tinunaw na salamin. Ang mga atomo ay walang oras upang ayusin ang kanilang mga sarili sa isang maayos na paraan at ito ay "nagyeyelo" sa ganitong kaguluhan, 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 makunat.
Monofilament Structure: Isang Uniform Entity mula sa "Balat" hanggang sa "Ubod"
Ang fiberglass na nakikita natin ay talagang binubuo ng maramimonofilament, ngunit ang bawat monofilament ay isang kumpletong yunit ng istruktura sa sarili nito. Ang isang monofilament ay karaniwang may diameter na 5-20 micrometers (mga 1/5 hanggang 1/2 ang diameter ng buhok ng tao). Ang istraktura nito ay isang uniporme"solid na cylindrical na hugis"na walang halatang layering. Gayunpaman, mula sa pananaw ng microscopic na pamamahagi ng komposisyon, may mga banayad na pagkakaiba sa "skin-core".
Sa panahon ng proseso ng pagguhit, habang ang tunaw na salamin ay nalalabas mula sa maliliit na butas ng spinneret, ang ibabaw ay mabilis na lumalamig kapag nadikit sa hangin, na bumubuo ng isang napakanipis."balat"layer (mga 0.1-0.5 micrometers ang kapal). Ang layer ng balat na ito ay lumalamig nang mas mabilis kaysa sa panloob“ubod.”Bilang resulta, ang nilalaman ng silicon dioxide sa layer ng balat ay bahagyang mas mataas kaysa sa core, at ang atomic arrangement ay mas siksik na may mas kaunting mga depekto. Ang banayad na pagkakaiba sa komposisyon at istraktura ay ginagawang mas malakas ang ibabaw ng monofilament sa tigas at paglaban sa kaagnasan kaysa sa core. Binabawasan din nito ang posibilidad ng mga bitak sa ibabaw—madalas na nagsisimula ang pagkabigo ng materyal sa mga depekto sa ibabaw, at ang siksik na balat na ito ay nagsisilbing proteksiyon na "shell" para sa monofilament.
Bilang karagdagan sa banayad na pagkakaiba sa balat-core, isang mataas na kalidadpayberglasAng monofilament ay mayroon ding mataas na pabilog na symmetry sa cross-section nito, na may diameter na error na karaniwang kinokontrol sa loob ng 1 micrometer. Tinitiyak ng pare-parehong geometriko na istrukturang ito na kapag ang monofilament ay binibigyang diin, ang stress ay pantay na ipinamamahagi sa buong cross-section, na pumipigil sa konsentrasyon ng stress na dulot ng mga lokal na iregularidad sa kapal at sa gayon ay nagpapabuti sa pangkalahatang lakas ng tensile.
Kolektibong Istraktura: Ang Iniutos na Kumbinasyon ng "Yarn" at "Tela"
Habang ang mga monofilament ay malakas, ang kanilang diameter ay masyadong pino upang magamit nang mag-isa. Samakatuwid, ang fiberglass ay karaniwang umiiral sa anyo ng a“sama-sama,”pinakakaraniwang bilang"fiberglass na sinulid"at"fiberglass na tela."Ang kanilang istraktura ay ang resulta ng iniutos na kumbinasyon ng mga monofilament.
Ang fiberglass na sinulid ay isang koleksyon ng dose-dosenang hanggang libu-libong monofilament, na binuo ng alinman"paikot-ikot"o pagiging"hindi nalilito."Ang untwisted na sinulid ay isang maluwag na koleksyon ng mga parallel na monofilament, na may isang simpleng istraktura, na pangunahing ginagamit para sa paggawa ng glass wool, tinadtad na mga hibla, atbp. Ang baluktot na sinulid, sa kabilang banda, ay nabuo sa pamamagitan ng pag-twist ng mga monofilament nang magkasama, na lumilikha ng spiral na istraktura na katulad ng cotton thread. Ang istrukturang ito ay nagdaragdag ng puwersang nagbubuklod sa pagitan ng mga monofilament, na pumipigil sa sinulid mula sa pag-unraveling sa ilalim ng stress, na ginagawa itong angkop para sa paghabi, paikot-ikot, at iba pang mga diskarte sa pagproseso. Ang"bilang"ng sinulid (isang index na nagsasaad ng bilang ng mga monofilament, halimbawa, isang 1200 tex yarn ay binubuo ng 1200 monofilament) at ang"twist"(ang bilang ng mga twist sa bawat haba ng yunit) direktang tinutukoy ang lakas ng sinulid, flexibility, at kasunod na pagganap ng pagproseso.
Ang fiberglass fabric ay isang sheet-like structure na ginawa mula sa fiberglass na sinulid sa pamamagitan ng proseso ng paghabi. Ang tatlong pangunahing habi ay plain, twill, at satin.Plain weavenabubuo ang tela sa pamamagitan ng paghahalili ng interlacing ng warp at weft yarns, 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. Satwill weavetela, warp at weft yarns interlace sa ratio na 2:1 o 3:1, na lumilikha ng diagonal na pattern sa ibabaw. Ito ay mas nababaluktot kaysa sa plain weave at kadalasang ginagamit para sa mga produkto na nangangailangan ng baluktot o paghubog.Habi ng satinay may mas kaunting interlacing point, na may warp o weft yarns na bumubuo ng tuloy-tuloy na mga lumulutang na linya sa ibabaw. Ang habi na ito ay malambot sa pagpindot at may makinis na ibabaw, na ginagawang angkop para sa mga bahagi ng pandekorasyon o mababang alitan.
Sinulid man o tela, ang ubod ng kolektibong istraktura ay upang makamit ang pagpapahusay ng pagganap ng“1+1>2″sa pamamagitan ng iniutos na kumbinasyon ng mga monofilament. Ang mga monofilament ay 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 magkakaibang mga pangangailangan, mula sa thermal insulation hanggang sa structural reinforcement.
Oras ng post: Set-16-2025
