newyddion

Microsfferau gwydr gwaga'u deunyddiau cyfansawdd

Yn gyffredinol, mae deunyddiau arnofio solet cryfder uchel ar gyfer cymwysiadau môr dwfn yn cynnwys cyfryngau sy'n rheoleiddio arnofio (microsfferau gwag) a chyfansoddion resin cryfder uchel. Yn rhyngwladol, mae'r deunyddiau hyn yn cyflawni dwyseddau o 0.4–0.6 g/cm³ a ​​chryfderau cywasgol o 40–100 MPa, ac fe'u defnyddiwyd yn helaeth mewn amrywiol offer môr dwfn. Mae microsfferau gwag yn ddeunyddiau strwythurol arbennig sy'n llawn nwy. Yn seiliedig ar gyfansoddiad eu deunydd, fe'u rhennir yn bennaf yn ficrosfferau cyfansawdd organig a microsfferau cyfansawdd anorganig. Mae ymchwil ar ficrosfferau cyfansawdd organig yn fwy egnïol, gydag adroddiadau'n cynnwys microsfferau gwag polystyren a microsfferau gwag polymethyl methacrylate. Mae deunyddiau a ddefnyddir i baratoi microsfferau anorganig yn bennaf yn cynnwys gwydr, cerameg, boradau, carbon, a senosfferau lludw hedfan.

Microsfferau Gwydr Gwag: Diffiniad a Dosbarthiad

Mae microsfferau gwydr gwag yn fath newydd o ddeunydd micropowdr sfferig anfetelaidd anorganig gyda phriodweddau rhagorol fel maint gronynnau bach, siâp sfferig, pwysau ysgafn, inswleiddio sain, inswleiddio gwres, ymwrthedd i wisgo, a gwrthsefyll tymheredd uchel. Defnyddiwyd microsfferau gwydr gwag yn helaeth mewn deunyddiau awyrofod, deunyddiau storio hydrogen, deunyddiau arnofio solet, deunyddiau inswleiddio thermol, deunyddiau adeiladu, a phaent a gorchuddion. Fe'u rhennir yn gyffredinol yn ddau gategori:

① Gellir cael senosfferau, sy'n cynnwys SiO2 ac ocsidau metel yn bennaf, o ludw hedfan a gynhyrchir yn ystod cynhyrchu pŵer mewn gorsafoedd pŵer thermol. Er bod senosfferau'n rhatach, mae ganddynt burdeb gwael, dosbarthiad maint gronynnau eang, ac yn benodol, dwysedd gronynnau sydd fel arfer yn fwy na 0.6 g/cm3, gan eu gwneud yn anaddas ar gyfer paratoi deunyddiau arnofio ar gyfer cymwysiadau môr dwfn.

② Microsfferau gwydr wedi'u syntheseiddio'n artiffisial, y gellir rheoli eu cryfder, eu dwysedd, a'u priodweddau ffisegemegol eraill trwy addasu paramedrau'r broses a fformwleiddiadau'r deunydd crai. Er eu bod yn ddrytach, mae ganddynt ystod ehangach o gymwysiadau.

Nodweddion Microsfferau Gwydr Gwag

Mae'r defnydd eang o ficrosfferau gwydr gwag mewn deunyddiau arnofio solet yn anwahanadwy oddi wrth eu nodweddion rhagorol.

①Microsfferau gwydr gwagmae ganddyn nhw strwythur mewnol gwag, sy'n arwain at bwysau ysgafn, dwysedd isel, a dargludedd thermol isel. Mae hyn nid yn unig yn lleihau dwysedd deunyddiau cyfansawdd yn sylweddol ond mae hefyd yn rhoi inswleiddio thermol, inswleiddio sain, inswleiddio trydanol, ac eiddo optegol rhagorol iddyn nhw.

② Mae microsfferau gwydr gwag yn sfferig o ran siâp, gyda manteision mandylledd isel (llenwr delfrydol) ac amsugno polymer lleiaf gan y sfferau, felly mae ganddyn nhw ychydig iawn o effaith ar lifadwyedd a gludedd y matrics. Mae'r nodweddion hyn yn arwain at ddosbarthiad straen rhesymol yn y deunydd cyfansawdd, gan wella ei galedwch, ei anystwythder, a'i sefydlogrwydd dimensiynol.

③ Mae gan ficrosfferau gwydr gwag gryfder uchel. Yn ei hanfod, mae microsfferau gwydr gwag yn sfferau tenau, wedi'u selio gyda gwydr fel prif gydran y gragen, gan arddangos cryfder uchel. Mae hyn yn cynyddu cryfder y deunydd cyfansawdd wrth gynnal dwysedd isel.

Dulliau Paratoi Microsfferau Gwydr Gwag
Mae tri phrif ddull paratoi:
① Dull powdr. Yn gyntaf, caiff y matrics gwydr ei falurio, ychwanegir asiant ewynnog, ac yna caiff y gronynnau bach hyn eu pasio trwy ffwrnais tymheredd uchel. Pan fydd y gronynnau'n meddalu neu'n toddi, cynhyrchir nwy o fewn y gwydr. Wrth i'r nwy ehangu, mae'r gronynnau'n dod yn sfferau gwag, ac yna cânt eu casglu gan ddefnyddio gwahanydd seiclon neu hidlydd bag.

② Dull diferion. Ar dymheredd penodol, caiff hydoddiant sy'n cynnwys sylwedd â phwynt toddi isel ei sychu â chwistrell neu ei gynhesu mewn ffwrnais fertigol tymheredd uchel, fel wrth baratoi microsfferau alcalïaidd iawn.

③ Dull gel sych. Mae'r dull hwn yn defnyddio alcocsidau organig fel deunyddiau crai ac mae'n cynnwys tair proses: paratoi gel sych, malurio, ac ewynnu ar dymheredd uchel. Mae gan y tair dull rai anfanteision: mae'r dull powdr yn cynhyrchu cyfraddau ffurfio gleiniau isel, mae'r dull diferion yn cynhyrchu microsfferau â chryfder gwael, ac mae gan y dull gel sych gostau deunyddiau crai uchel.

Swbstrad Deunydd Cyfansawdd Microsffer Gwydr Gwag a Dull Cyfansawdd

I ffurfio deunydd arnofio solet cryfder uchel gydamicrosfferau gwydr gwag, rhaid i'r deunydd matrics feddu ar briodweddau rhagorol, megis dwysedd isel, cryfder uchel, gludedd isel, ac iro da gyda'r microsfferau. Mae deunyddiau matrics a ddefnyddir ar hyn o bryd yn cynnwys resin epocsi, resin polyester, resin ffenolaidd, a resin silicon. Ymhlith y rhain, resin epocsi yw'r un a ddefnyddir fwyaf mewn cynhyrchu gwirioneddol oherwydd ei gryfder uchel, dwysedd isel, amsugno dŵr isel, a chrebachu halltu isel. Gellir cyfansoddi microsfferau gwydr â deunyddiau matrics trwy brosesau mowldio megis castio, trwytho gwactod, mowldio trosglwyddo hylif, pentyrru gronynnau, a mowldio cywasgu. Mae'n bwysig pwysleisio, er mwyn gwella'r cyflwr rhyngwynebol rhwng y microsfferau a'r matrics, bod angen addasu wyneb y microsfferau hefyd, a thrwy hynny wella perfformiad cyffredinol y deunydd cyfansawdd.