hír

Üreges üveg mikrogömbökés azok kompozit anyagai

A mélytengeri alkalmazásokhoz használt nagy szilárdságú szilárd felhajtóerő-szabályozó anyagok általában felhajtóerő-szabályozó közegekből (üreges mikrogömbök) és nagy szilárdságú gyanta kompozitokból állnak. Nemzetközi szinten ezek az anyagok 0,4–0,6 g/cm³ sűrűséget és 40–100 MPa nyomószilárdságot érnek el, és széles körben használják őket különféle mélytengeri berendezésekben. Az üreges mikrogömbök gázzal töltött speciális szerkezeti anyagok. Anyagösszetételük alapján főként szerves kompozit mikrogömbökre és szervetlen kompozit mikrogömbökre osztják őket. A szerves kompozit mikrogömbökkel kapcsolatos kutatások aktívabbak, a jelentések többek között polisztirol üreges mikrogömbökről és polimetil-metakrilát üreges mikrogömbökről is szólnak. A szervetlen mikrogömbök előállításához használt anyagok főként üveg, kerámia, borátok, szén és pernye cenoszférák.

Üreges üvegmikrogömbök: meghatározás és osztályozás

Az üreges üvegmikrogömbök egy új típusú szervetlen, nemfémes gömb alakú mikropor anyag, amely kiváló tulajdonságokkal rendelkezik, mint például a kis részecskeméret, a gömb alak, a könnyű súly, a hangszigetelés, a hőszigetelés, a kopásállóság és a magas hőmérséklettel szembeni ellenállás. Az üreges üvegmikrogömböket széles körben használják repülőgépipari anyagokban, hidrogéntároló anyagokban, szilárd felhajtóerő-hordozó anyagokban, hőszigetelő anyagokban, építőanyagokban, valamint festékekben és bevonatokban. Általában két kategóriába sorolhatók:

① A főként SiO2-ból és fém-oxidokból álló cenoszférák hőerőművekben áramtermelés során keletkező pernyéből nyerhetők. Bár a cenoszférák olcsóbbak, gyenge tisztaságúak, széles részecskeméret-eloszlásúak, és különösen a részecskesűrűségük általában nagyobb, mint 0,6 g/cm3, ami alkalmatlanná teszi őket mélytengeri alkalmazásokhoz szükséges felhajtóerő-anyagok előállítására.

② Mesterségesen szintetizált üvegmikrogömbök, amelyek szilárdsága, sűrűsége és egyéb fizikai-kémiai tulajdonságai a folyamatparaméterek és a nyersanyag-összetételek módosításával szabályozhatók. Bár drágábbak, szélesebb körű alkalmazási lehetőségekkel rendelkeznek.

Az üreges üvegmikrogömbök jellemzői

Az üreges üvegmikrogömbök széles körű alkalmazása szilárd felhajtóerő-anyagokban elválaszthatatlan kiváló tulajdonságaiktól.

①Üreges üveg mikrogömböküreges belső szerkezettel rendelkeznek, ami könnyű súlyt, alacsony sűrűséget és alacsony hővezető képességet eredményez. Ez nemcsak jelentősen csökkenti a kompozit anyagok sűrűségét, hanem kiváló hőszigeteléssel, hangszigeteléssel, elektromos szigeteléssel és optikai tulajdonságokkal is rendelkezik.

② Az üreges üvegmikrogömbök gömb alakúak, alacsony porozitásúak (ideális töltőanyag) és minimális polimer abszorpcióval rendelkeznek a gömbök által, így csekély hatással vannak a mátrix folyóképességére és viszkozitására. Ezek a tulajdonságok ésszerű feszültségeloszlást eredményeznek a kompozit anyagban, ezáltal javítva annak keménységét, merevségét és méretstabilitását.

③ Az üreges üvegmikrogömbök nagy szilárdságúak. Lényegében az üreges üvegmikrogömbök vékony falú, lezárt gömbök, amelyek héjának fő alkotóeleme az üveg, és nagy szilárdságúak. Ez növeli a kompozit anyag szilárdságát, miközben megőrzi alacsony sűrűségét.

Üreges üvegmikrogömbök előállítási módszerei
Három fő elkészítési módszer létezik:
① Por módszer. Az üvegmátrixot először porítják, habosítószert adnak hozzá, majd ezeket a kis részecskéket egy magas hőmérsékletű kemencén vezetik át. Amikor a részecskék meglágyulnak vagy megolvadnak, gáz keletkezik az üvegben. Ahogy a gáz kitágul, a részecskék üreges gömbökké válnak, amelyeket ezután ciklonleválasztóval vagy zsákos szűrővel gyűjtenek össze.

② Cseppmódszer. Egy bizonyos hőmérsékleten egy alacsony olvadáspontú anyagot tartalmazó oldatot porlasztva szárítanak vagy magas hőmérsékletű függőleges kemencében melegítenek, ahogyan az erősen lúgos mikrogömbök előállításakor is történik.

③ Száraz gél módszer. Ez a módszer szerves alkoxidokat használ nyersanyagként, és három folyamatot foglal magában: száraz gél előállítását, porítását és magas hőmérsékleten történő habosítását. Mindhárom módszernek vannak bizonyos hátrányai: a por módszer alacsony gyöngyképződési sebességet eredményez, a cseppmódszer gyenge szilárdságú mikrogömböket eredményez, és a száraz gél módszer magas nyersanyagköltségekkel jár.

Üreges üvegmikroszféra kompozit anyag hordozó és kompozit módszer

Nagy szilárdságú, szilárd, felhajtóerőt biztosító anyag előállításáhozüreges üveg mikrogömbökA mátrixanyagnak kiváló tulajdonságokkal kell rendelkeznie, mint például alacsony sűrűség, nagy szilárdság, alacsony viszkozitás és jó kenőképesség a mikrogömbökkel. A jelenleg használt mátrixanyagok közé tartozik az epoxigyanta, a poliésztergyanta, a fenolgyanta és a szilikongyanta. Ezek közül az epoxigyanta a legszélesebb körben használt a tényleges gyártásban nagy szilárdsága, alacsony sűrűsége, alacsony vízfelvétele és alacsony kötési zsugorodása miatt. Az üvegmikrogömbök mátrixanyagokkal kompozitálhatók olyan öntési eljárásokkal, mint az öntés, vákuumos impregnálás, folyadékátviteli öntés, részecskerétegezés és kompressziós öntés. Fontos hangsúlyozni, hogy a mikrogömbök és a mátrix közötti határfelületi állapot javítása érdekében a mikrogömbök felületét is módosítani kell, ezáltal javítva a kompozit anyag általános teljesítményét.