novaĵoj

Kavaj vitraj mikrosferojkaj iliaj kompozitaj materialoj

Alt-fortaj solidaj flosmaterialoj por profundmaraj aplikoj ĝenerale konsistas el flosreguligantaj medioj (kavaj mikrosferoj) kaj alt-fortaj rezinaj kompozitoj. Internacie, ĉi tiuj materialoj atingas densecojn de 0,4–0,6 g/cm³ kaj kunpremajn fortojn de 40–100 MPa, kaj estas vaste uzataj en diversaj profundmaraj ekipaĵoj. Kavaj mikrosferoj estas specialaj strukturaj materialoj plenigitaj per gaso. Surbaze de sia materiala konsisto, ili estas ĉefe dividitaj en organikajn kompozitajn mikrosferojn kaj neorganikajn kompozitajn mikrosferojn. Esplorado pri organikaj kompozitaj mikrosferoj estas pli aktiva, kun raportoj inkluzivantaj polistirenajn kavajn mikrosferojn kaj polimetilajn metakrilatajn kavajn mikrosferojn. Materialoj uzataj por prepari neorganikajn mikrosferojn ĉefe inkluzivas vitron, ceramikaĵon, boratojn, karbonon kaj flugcindron.

Kavaj Vitro-Mikrosferoj: Difino kaj Klasifiko

Kavaj vitraj mikrosferoj estas nova tipo de neorganika nemetala sfera mikropulvora materialo kun bonegaj ecoj kiel malgranda partikla grandeco, sfera formo, malpeza pezo, sonizolaĵo, varmoizolado, eluziĝrezisto kaj alta temperaturrezisto. Kavaj vitraj mikrosferoj estas vaste uzataj en aerspacaj materialoj, hidrogenaj stokaj materialoj, solidaj flosigmaterialoj, termikaj izolaj materialoj, konstrumaterialoj, kaj farboj kaj tegaĵoj. Ili estas ĝenerale dividitaj en du kategoriojn:

① Cenosferoj, ĉefe konsistantaj el SiO2 kaj metalaj oksidoj, povas esti akiritaj el muŝcindro produktita dum elektroproduktado en termocentraloj. Kvankam cenosferoj estas malpli multekostaj, ili havas malbonan purecon, larĝan partiklan grandecdistribuon, kaj precipe partiklan densecon ĝenerale pli grandan ol 0.6 g/cm3, kio igas ilin netaŭgaj por preparado de flosmaterialoj por profundmaraj aplikoj.

② Artefarite sintezitaj vitraj mikrosferoj, kies forton, densecon kaj aliajn fizik-kemiajn ecojn oni povas kontroli per alĝustigo de procezparametroj kaj krudmaterialaj formuloj. Kvankam pli multekostaj, ili havas pli vastan gamon da aplikoj.

Karakterizaĵoj de Kavaj Vitro-Mikrosferoj

La vasta apliko de kavaj vitraj mikrosferoj en solidaj flosmaterialoj estas neapartigebla de iliaj bonegaj karakterizaĵoj.

①Kavaj vitraj mikrosferojhavas kavan internan strukturon, rezultante en malpeza pezo, malalta denseco kaj malalta varmokondukteco. Ĉi tio ne nur signife reduktas la densecon de kompozitaj materialoj, sed ankaŭ dotas ilin per bonega termikaj izoladoj, sonizolaĵoj, elektraj izoladoj kaj optikaj ecoj.

② Kavaj vitraj mikrosferoj estas sferaj, posedante la avantaĝojn de malalta poreco (ideala plenigaĵo) kaj minimuma polimera sorbado fare de la sferoj, tiel havante malmultan efikon sur la flueblecon kaj viskozecon de la matrico. Ĉi tiuj karakterizaĵoj rezultas en akceptebla streĉa distribuo en la kompozita materialo, tiel plibonigante ĝian malmolecon, rigidecon kaj dimensian stabilecon.

③ Kavaj vitraj mikrosferoj havas altan forton. Esence, kavaj vitraj mikrosferoj estas maldikmuraj, sigelitaj sferoj kun vitro kiel la ĉefa komponanto de la ŝelo, montrante altan forton. Tio pliigas la forton de la kompozita materialo konservante malaltan densecon.

Preparaj Metodoj de Kavaj Vitraj Mikrosferoj
Estas tri ĉefaj metodoj de preparado:
① Pulvora metodo. La vitra matrico unue estas pulvorigita, ŝaŭmiga agento estas aldonita, kaj poste ĉi tiuj malgrandaj partikloj estas pasigitaj tra alttemperatura forno. Kiam la partikloj moliĝas aŭ fandiĝas, gaso generiĝas ene de la vitro. Dum la gaso disetendiĝas, la partikloj fariĝas kavaj sferoj, kiuj poste estas kolektitaj per ciklona apartigilo aŭ saka filtrilo.

② Guteta metodo. Je certa temperaturo, solvaĵo enhavanta substancon kun malalta fandopunkto estas ŝprucsekigita aŭ varmigita en alttemperatura vertikala forno, kiel en la preparado de tre alkalaj mikrosferoj.

③ Seka ĝelmetodo. Ĉi tiu metodo uzas organikajn alkoksidojn kiel krudmaterialojn kaj implikas tri procezojn: preparadon de seka ĝelo, pulvorigadon kaj ŝaŭmigadon je alta temperaturo. Ĉiuj tri metodoj havas certajn malavantaĝojn: la pulvora metodo produktas malaltajn rapidecojn de formado de globetoj, la guteta metodo produktas mikrosferojn kun malbona forto, kaj la seka ĝelmetodo havas altajn krudmaterialajn kostojn.

Substrato kaj Komponita Metodo de Kava Vitra Mikrosfero

Por formi alt-fortan solidan flosmaterialon kunkavaj vitraj mikrosferoj, la matrica materialo devas posedi bonegajn ecojn, kiel ekzemple malaltan densecon, altan forton, malaltan viskozecon kaj bonan lubrikecon kun la mikrosferoj. Nuntempe uzataj matricaj materialoj inkluzivas epoksirezinon, poliesterrezinon, fenolan rezinon kaj silikonrezinon. Inter ĉi tiuj, epoksirezino estas la plej vaste uzata en fakta produktado pro sia alta forto, malalta denseco, malalta akvoabsorbo kaj malalta ŝrumpado dum kuracado. Vitraj mikrosferoj povas esti kompozitaj kun matricaj materialoj per muldaj procezoj kiel ekzemple gisado, vakua impregnado, likva translokiga muldado, partikla staplado kaj kunprema muldado. Gravas emfazi, ke por plibonigi la interfacan staton inter la mikrosferoj kaj la matrico, la surfaco de la mikrosferoj ankaŭ bezonas esti modifita, tiel plibonigante la ĝeneralan rendimenton de la kompozita materialo.