balita

Mga guwang na mikrosfera na salaminat ang kanilang mga pinagsamang materyales

Ang mga materyales na may mataas na lakas na solidong buoyancy para sa mga aplikasyon sa malalim na dagat ay karaniwang binubuo ng mga media na nagreregula ng buoyancy (mga hollow microsphere) at mga high-strength resin composite. Sa buong mundo, ang mga materyales na ito ay nakakamit ng mga densidad na 0.4–0.6 g/cm³ at mga compressive strength na 40–100 MPa, at malawakang ginagamit sa iba't ibang kagamitan sa malalim na dagat. Ang mga hollow microsphere ay mga espesyal na materyales sa istruktura na puno ng gas. Batay sa komposisyon ng kanilang materyal, ang mga ito ay pangunahing nahahati sa mga organic composite microsphere at mga inorganic composite microsphere. Mas aktibo ang pananaliksik sa mga organic composite microsphere, na may mga ulat na kinabibilangan ng mga polystyrene hollow microsphere at polymethyl methacrylate hollow microsphere. Ang mga materyales na ginagamit upang ihanda ang mga inorganic microsphere ay pangunahing kinabibilangan ng salamin, seramika, borate, carbon, at mga fly ash cenosphere.

Mga Hollow Glass Microsphere: Kahulugan at Klasipikasyon

Ang mga hollow glass microsphere ay isang bagong uri ng inorganic non-metallic spherical micropowder material na may mahusay na mga katangian tulad ng maliit na laki ng particle, spherical na hugis, magaan, sound insulation, heat insulation, wear resistance, at high temperature resistance. Ang mga hollow glass microsphere ay malawakang ginagamit sa mga materyales sa aerospace, hydrogen storage materials, solid buoyancy materials, thermal insulation materials, building materials, at mga pintura at coatings. Karaniwang nahahati ang mga ito sa dalawang kategorya:

① Ang mga cenosphere, na pangunahing binubuo ng SiO2 at mga metal oxide, ay maaaring makuha mula sa fly ash na nalilikha sa panahon ng pagbuo ng kuryente sa mga thermal power plant. Bagama't mas mura ang mga cenosphere, mababa ang kadalisayan ng mga ito, malawak ang distribusyon ng laki ng particle, at sa partikular, ang densidad ng particle ay karaniwang higit sa 0.6 g/cm3, kaya hindi angkop ang mga ito para sa paghahanda ng mga materyales na buoyancy para sa mga aplikasyon sa malalim na dagat.

② Mga artipisyal na sintetikong microsphere ng salamin, na ang lakas, densidad, at iba pang mga katangiang pisiko-kemikal ay maaaring kontrolin sa pamamagitan ng pagsasaayos ng mga parameter ng proseso at mga pormulasyon ng hilaw na materyales. Bagama't mas mahal, mayroon silang mas malawak na hanay ng mga aplikasyon.

Mga Katangian ng mga Hollow Glass Microsphere

Ang malawakang aplikasyon ng mga hollow glass microsphere sa mga solidong materyales na may kakayahang buoyancy ay hindi mapaghihiwalay sa kanilang mahusay na mga katangian.

①Mga guwang na mikrosfera na salaminay may guwang na panloob na istraktura, na nagreresulta sa magaan, mababang densidad, at mababang thermal conductivity. Hindi lamang nito lubos na binabawasan ang densidad ng mga composite na materyales kundi binibigyan din ang mga ito ng mahusay na thermal insulation, sound insulation, electrical insulation, at optical properties.

② Ang mga guwang na microsphere ng salamin ay hugis-bilog, na may mga bentahe ng mababang porosity (mainam na tagapuno) at kaunting pagsipsip ng polimer ng mga sphere, kaya maliit ang epekto nito sa daloy at lagkit ng matrix. Ang mga katangiang ito ay nagreresulta sa makatwirang distribusyon ng stress sa composite material, sa gayon ay pinapabuti ang katigasan, higpit, at katatagan ng dimensyon nito.

③ Ang mga guwang na microsphere ng salamin ay may mataas na tibay. Sa esensya, ang mga guwang na microsphere ng salamin ay manipis na pader, selyadong mga sphere na may salamin bilang pangunahing bahagi ng shell, na nagpapakita ng mataas na tibay. Pinapataas nito ang lakas ng composite material habang pinapanatili ang mababang densidad.

Mga Paraan ng Paghahanda ng mga Hollow Glass Microsphere
Mayroong tatlong pangunahing paraan ng paghahanda:
① Paraan ng pulbos. Ang matrix ng salamin ay unang dinudurog, idinaragdag ang isang foaming agent, at pagkatapos ay ang maliliit na partikulo na ito ay pinadaan sa isang high-temperature furnace. Kapag ang mga partikulo ay lumambot o natunaw, ang gas ay nabubuo sa loob ng salamin. Habang lumalawak ang gas, ang mga partikulo ay nagiging mga guwang na sphere, na pagkatapos ay kinokolekta gamit ang isang cyclone separator o bag filter.

② Paraan ng patak. Sa isang partikular na temperatura, ang isang solusyon na naglalaman ng isang mababang-puntong-pagkatunaw na substansiya ay pinatutuyo gamit ang spray o pinainit sa isang patayong pugon na may mataas na temperatura, tulad ng sa paghahanda ng mga highly alkaline microsphere.

③ Paraan ng tuyong gel. Ang pamamaraang ito ay gumagamit ng mga organikong alkoxide bilang hilaw na materyales at kinabibilangan ng tatlong proseso: paghahanda ng tuyong gel, pagdurog, at pagpapabula sa mataas na temperatura. Ang lahat ng tatlong pamamaraan ay may ilang mga disbentaha: ang pamamaraan ng pulbos ay nagbubunga ng mababang bilis ng pagbuo ng butil, ang pamamaraan ng patak ay nagbubunga ng mga microsphere na may mahinang lakas, at ang pamamaraan ng tuyong gel ay may mataas na gastos sa hilaw na materyales.

Substrate at Paraan ng Composite na Materyal na Komposit na Guwang na Salamin na Mikrospera

Upang bumuo ng isang mataas na lakas na solidong materyal na buoyancy na maymga guwang na microsphere ng salamin, ang materyal ng matrix ay dapat magtaglay ng mahusay na mga katangian, tulad ng mababang densidad, mataas na lakas, mababang lagkit, at mahusay na lubricity sa mga microsphere. Ang mga kasalukuyang ginagamit na materyales ng matrix ay kinabibilangan ng epoxy resin, polyester resin, phenolic resin, at silicone resin. Kabilang sa mga ito, ang epoxy resin ang pinakamalawak na ginagamit sa aktwal na produksyon dahil sa mataas na lakas, mababang densidad, mababang pagsipsip ng tubig, at mababang pag-urong ng curing. Ang mga glass microsphere ay maaaring i-composite sa mga materyales ng matrix sa pamamagitan ng mga proseso ng paghubog tulad ng casting, vacuum impregnation, liquid transfer molding, particle stacking, at compression molding. Mahalagang bigyang-diin na upang mapabuti ang kondisyon ng interfacial sa pagitan ng mga microsphere at ng matrix, ang ibabaw ng mga microsphere ay kailangan ding baguhin, sa gayon ay mapapabuti ang pangkalahatang pagganap ng composite material.