Pan welwn gynhyrchion wedi'u gwneud offibr gwydr, yn aml dim ond eu hymddangosiad a'u defnydd yr ydym yn sylwi arno, ond anaml y byddwn yn ystyried: Beth yw strwythur mewnol y ffilament du neu wyn main hwn? Y microstrwythurau anweledig hyn yn union sy'n rhoi ei briodweddau unigryw i wydr gwydr, megis cryfder uchel, ymwrthedd i dymheredd uchel, a gwrthsefyll cyrydiad. Heddiw, byddwn yn ymchwilio i "fyd mewnol" gwydr gwydr i ddatgelu cyfrinachau ei strwythur.
Y Sylfaen Microsgopig: “Trefn Anhrefnus” ar y Lefel Atomig
O safbwynt atomig, prif gydran gwydr ffibr yw silicon deuocsid (fel arfer 50%-70% yn ôl pwysau), gydag elfennau eraill fel calsiwm ocsid, magnesiwm ocsid, ac alwminiwm ocsid yn cael eu hychwanegu i addasu ei briodweddau. Mae trefniant yr atomau hyn yn pennu nodweddion sylfaenol gwydr ffibr.
Yn wahanol i'r "drefn hirdymor" o atomau mewn deunyddiau crisialog (fel metelau neu grisialau cwarts), mae'r trefniant atomig mewn gwydr ffibr yn arddangos“Trefn tymor byr, anhrefn tymor hir.”Yn syml, mewn ardal leol (o fewn ystod ychydig o atomau), mae pob atom silicon yn bondio â phedwar atom ocsigen, gan ffurfio siâp pyramid."tetrahedron silica"strwythur. Mae'r trefniant lleol hwn yn drefnus. Fodd bynnag, ar raddfa fwy, nid yw'r tetrahedra silica hyn yn ffurfio dellt ailadroddus reolaidd fel mewn crisial. Yn lle hynny, maent wedi'u cysylltu ar hap a'u pentyrru mewn modd anhrefnus, yn debyg iawn i bentwr o flociau adeiladu wedi'u cydosod yn ddi-drefn, gan ffurfio strwythur gwydr amorffaidd.
Mae'r strwythur amorffaidd hwn yn un o'r gwahaniaethau allweddol rhwngffibr gwydra gwydr cyffredin. Yn ystod y broses oeri o wydr cyffredin, mae gan atomau ddigon o amser i ffurfio crisialau bach, wedi'u trefnu'n lleol, sy'n arwain at frauwch uwch. Mewn cyferbyniad, gwneir gwydr ffibr trwy ymestyn ac oeri gwydr tawdd yn gyflym. Nid oes gan yr atomau amser i drefnu eu hunain mewn modd trefnus ac maent wedi'u "rewi" yn y cyflwr anhrefnus, amorffaidd hwn. Mae hyn yn lleihau diffygion ar ffiniau crisial, gan ganiatáu i'r ffibr gynnal priodweddau gwydr wrth ennill caledwch a chryfder tynnol gwell.
Strwythur Monofilament: Endid Unffurf o'r "Croen" i'r "Craidd"
Mae'r gwydr ffibr rydyn ni'n ei weld mewn gwirionedd wedi'i gyfansoddi o lawermonoffilamentau, ond mae pob monofilament yn uned strwythurol gyflawn ynddo'i hun. Mae gan monofilament ddiamedr o 5-20 micrometr fel arfer (tua 1/5 i 1/2 diamedr gwallt dynol). Mae ei strwythur yn unffurf"siâp silindrog solet"heb unrhyw haenu amlwg. Fodd bynnag, o safbwynt dosbarthiad cyfansoddiad microsgopig, mae gwahaniaethau cynnil rhwng y croen a'r craidd.
Yn ystod y broses dynnu, wrth i wydr tawdd gael ei allwthio o dyllau bach y nydd, mae'r wyneb yn oeri'n gyflym ar ôl dod i gysylltiad â'r aer, gan ffurfio haen denau iawn.“croen”haen (tua 0.1-0.5 micrometr o drwch). Mae'r haen groen hon yn oeri'n llawer cyflymach na'r haen fewnol"craidd."O ganlyniad, mae cynnwys silicon deuocsid yn yr haen croen ychydig yn uwch nag yn y craidd, ac mae'r trefniant atomig yn ddwysach gyda llai o ddiffygion. Mae'r gwahaniaeth cynnil hwn mewn cyfansoddiad a strwythur yn gwneud wyneb y monofilament yn gryfach o ran caledwch a gwrthiant cyrydiad na'r craidd. Mae hefyd yn lleihau'r posibilrwydd o graciau arwyneb—mae methiant deunydd yn aml yn dechrau gyda diffygion arwyneb, ac mae'r croen trwchus hwn yn gweithredu fel "gragen" amddiffynnol ar gyfer y monofilament.
Yn ogystal â'r gwahaniaeth cynnil rhwng y croen a'r craidd, ansawdd uchelffibr gwydrMae gan monofilament hefyd gymesuredd crwn iawn yn ei drawsdoriad, gyda gwall diamedr fel arfer yn cael ei reoli o fewn 1 micromedr. Mae'r strwythur geometrig unffurf hwn yn sicrhau pan fydd y monofilament dan straen, bod y straen wedi'i ddosbarthu'n gyfartal ar draws y drawsdoriad cyfan, gan atal crynodiad straen a achosir gan afreoleidd-dra trwch lleol a thrwy hynny wella cryfder tynnol cyffredinol.
Strwythur Cyfunol: Y Cyfuniad Trefnus o “Edafedd” a “Ffabrig”
Er bod monoffilamentau yn gryf, mae eu diamedr yn rhy denau i'w ddefnyddio ar eu pen eu hunain. Felly, mae gwydr ffibr fel arfer yn bodoli ar ffurf"ar y cyd,"yn fwyaf cyffredin fel"edafen ffibr gwydr"a"ffabrig ffibr gwydr."Eu strwythur yw canlyniad y cyfuniad trefnus o monoffilamentau.
Mae edafedd ffibr gwydr yn gasgliad o ddwsinau i filoedd o monofilamentau, wedi'u cydosod naill ai gan"troelli"neu fod"heb ei droelli."Mae edafedd heb ei blethu yn gasgliad rhydd o monofilamentau cyfochrog, gyda strwythur syml, a ddefnyddir yn bennaf ar gyfer gwneud gwlân gwydr, ffibrau wedi'u torri, ac ati. Mae edafedd wedi'i blethu, ar y llaw arall, yn cael ei ffurfio trwy blethu'r monofilamentau gyda'i gilydd, gan greu strwythur troellog tebyg i edafedd cotwm. Mae'r strwythur hwn yn cynyddu'r grym rhwymo rhwng y monofilamentau, gan atal yr edafedd rhag dad-ddatod o dan straen, gan ei wneud yn addas ar gyfer gwehyddu, dirwyn, a thechnegau prosesu eraill. Y"cyfrif"yr edafedd (mynegai sy'n nodi nifer y monoffilamentau, er enghraifft, mae edafedd 1200 tex yn cynnwys 1200 o monoffilamentau) a'r"tro"(nifer y troeon fesul uned o hyd) yn pennu cryfder, hyblygrwydd a pherfformiad prosesu dilynol yr edafedd yn uniongyrchol.
Mae ffabrig ffibr gwydr yn strwythur tebyg i ddalen wedi'i wneud o edafedd ffibr gwydr trwy broses wehyddu. Y tri gwehyddu sylfaenol yw plaen, twill, a satin.gwehyddu plaenMae ffabrig yn cael ei ffurfio trwy gydblethu edafedd ystof a gwehyddu bob yn ail, gan arwain at strwythur tynn gyda athreiddedd isel ond cryfder unffurf, gan ei wneud yn addas fel deunydd sylfaen ar gyfer deunyddiau cyfansawdd.gwehyddu twillMae ffabrig, edafedd ystof a gwehyddu yn cydblethu mewn cymhareb o 2:1 neu 3:1, gan greu patrwm croeslinol ar yr wyneb. Mae'n fwy hyblyg na gwehyddu plaen ac fe'i defnyddir yn aml ar gyfer cynhyrchion sydd angen eu plygu neu eu siapio.Gwehyddu satinmae ganddo lai o bwyntiau plethu, gydag edafedd ystof neu weft yn ffurfio llinellau arnofiol parhaus ar yr wyneb. Mae'r gwehyddu hwn yn feddal i'r cyffwrdd ac mae ganddo arwyneb llyfn, gan ei wneud yn addas ar gyfer cydrannau addurniadol neu ffrithiant isel.
Boed yn edafedd neu'n ffabrig, craidd y strwythur cyfunol yw cyflawni gwelliant perfformiad o“1+1>2″trwy'r cyfuniad trefnus o fonoffilamentau. Mae'r monoffilamentau'n darparu'r cryfder sylfaenol, tra bod y strwythur cyfunol yn rhoi gwahanol ffurfiau, hyblygrwydd ac addasrwydd prosesu i'r deunydd i ddiwallu anghenion amrywiol, o inswleiddio thermol i atgyfnerthu strwythurol.
Amser postio: Medi-16-2025
