სიახლეები

ღრუ მინის მიკროსფეროებიდა მათი კომპოზიტური მასალები

ღრმა ზღვის აპლიკაციებისთვის განკუთვნილი მაღალი სიმტკიცის მყარი ამომგდები მასალები, როგორც წესი, შედგება ამომგდები მედიისგან (ღრუ მიკროსფეროები) და მაღალი სიმტკიცის ფისოვანი კომპოზიტებისგან. საერთაშორისო დონეზე, ეს მასალები აღწევს 0.4–0.6 გ/სმ³ სიმკვრივეს და 40–100 მპა შეკუმშვის სიმტკიცეს და ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ღრმა ზღვის აღჭურვილობაში. ღრუ მიკროსფეროები არის სპეციალური სტრუქტურული მასალები, რომლებიც სავსეა გაზით. მათი მასალის შემადგენლობის მიხედვით, ისინი ძირითადად იყოფა ორგანულ კომპოზიტურ მიკროსფეროებად და არაორგანულ კომპოზიტურ მიკროსფეროებად. ორგანული კომპოზიტური მიკროსფეროების კვლევა უფრო აქტიურია, მათ შორის პოლისტიროლის ღრუ მიკროსფეროები და პოლიმეთილ მეტაკრილატის ღრუ მიკროსფეროები. არაორგანული მიკროსფეროების მოსამზადებლად გამოყენებული მასალები ძირითადად მოიცავს მინას, კერამიკას, ბორატებს, ნახშირბადს და ფერფლის ცენოსფეროებს.

ღრუ მინის მიკროსფეროები: განმარტება და კლასიფიკაცია

ღრუ მინის მიკროსფეროები არაორგანული არამეტალური სფერული მიკროფხვნილის მასალის ახალი ტიპია, რომელსაც აქვს შესანიშნავი თვისებები, როგორიცაა მცირე ნაწილაკების ზომა, სფერული ფორმა, მსუბუქი წონა, ხმის იზოლაცია, თბოიზოლაცია, ცვეთამედეგობა და მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადობა. ღრუ მინის მიკროსფეროები ფართოდ გამოიყენება აერონავტიკულ მასალებში, წყალბადის შესანახ მასალებში, მყარ წყალგამძლე მასალებში, თბოიზოლაციის მასალებში, სამშენებლო მასალებში, ასევე საღებავებსა და საფარებში. ისინი ზოგადად იყოფა ორ კატეგორიად:

① ცენოსფეროები, რომლებიც ძირითადად SiO2-ისა და ლითონის ოქსიდებისგან შედგება, შეიძლება მიღებულ იქნას თბოელექტროსადგურებში ელექტროენერგიის გამომუშავების დროს წარმოქმნილი ფერფლისგან. მიუხედავად იმისა, რომ ცენოსფეროები ნაკლებად ძვირია, მათ აქვთ დაბალი სისუფთავე, ნაწილაკების ფართო ზომის განაწილება და კერძოდ, ნაწილაკების სიმკვრივე, რომელიც ზოგადად 0.6 გ/სმ3-ზე მეტია, რაც მათ ღრმა ზღვის აპლიკაციებისთვის ამომგდები მასალების მოსამზადებლად უვარგისს ხდის.

② ხელოვნურად სინთეზირებული მინის მიკროსფეროები, რომელთა სიმტკიცის, სიმკვრივისა და სხვა ფიზიკურ-ქიმიური თვისებების კონტროლი შესაძლებელია პროცესის პარამეტრებისა და ნედლეულის ფორმულირებების რეგულირებით. მიუხედავად იმისა, რომ უფრო ძვირია, მათ უფრო ფართო გამოყენების დიაპაზონი აქვთ.

ღრუ მინის მიკროსფეროების მახასიათებლები

ღრუ მინის მიკროსფეროების ფართოდ გამოყენება მყარ წყალგამძლე მასალებში განუყოფელია მათი შესანიშნავი მახასიათებლებისგან.

①ღრუ მინის მიკროსფეროებიმათ აქვთ ღრუ შიდა სტრუქტურა, რაც იწვევს მსუბუქ წონას, დაბალ სიმკვრივეს და დაბალ თბოგამტარობას. ეს არა მხოლოდ მნიშვნელოვნად ამცირებს კომპოზიტური მასალების სიმკვრივეს, არამედ ანიჭებს მათ შესანიშნავ თბოიზოლაციას, ხმის იზოლაციას, ელექტროიზოლაციას და ოპტიკურ თვისებებს.

② ღრუ მინის მიკროსფეროებს სფერული ფორმა აქვთ, დაბალი ფორიანობის (იდეალური შემავსებელი) და სფეროების მიერ პოლიმერის მინიმალური შთანთქმის უპირატესობებით, რაც მცირე გავლენას ახდენს მატრიცის დინებადობასა და სიბლანტეზე. ეს მახასიათებლები იწვევს კომპოზიტურ მასალაში დაძაბულობის გონივრულ განაწილებას, რითაც აუმჯობესებს მის სიმტკიცეს, სიმყარეს და განზომილებიან სტაბილურობას.

③ ღრუ მინის მიკროსფეროებს მაღალი სიმტკიცე აქვთ. არსებითად, ღრუ მინის მიკროსფეროები თხელკედლიანი, დალუქული სფეროებია, რომელთა გარსის მთავარი კომპონენტი მინაა და მაღალი სიმტკიცე ახასიათებს. ეს ზრდის კომპოზიტური მასალის სიმტკიცეს დაბალი სიმკვრივის შენარჩუნებისას.

ღრუ მინის მიკროსფეროების მომზადების მეთოდები
მომზადების სამი ძირითადი მეთოდი არსებობს:
① ფხვნილის მეთოდი. მინის მატრიცა ჯერ ფხვნილს ხდიან, ემატება ქაფის წარმომქმნელი აგენტი და შემდეგ ეს პატარა ნაწილაკები მაღალტემპერატურულ ღუმელში გადის. როდესაც ნაწილაკები დარბილდება ან დნება, მინაში აირი წარმოიქმნება. გაზის გაფართოებისას ნაწილაკები ღრუ სფეროებად იქცევა, რომლებიც შემდეგ ციკლონური გამყოფის ან ტომარა-ფილტრის გამოყენებით გროვდება.

② წვეთოვანი მეთოდი. გარკვეულ ტემპერატურაზე, დაბალი დნობის წერტილის მქონე ნივთიერების შემცველი ხსნარი აშრება შესხურებით ან თბება მაღალი ტემპერატურის ვერტიკალურ ღუმელში, როგორც ეს ხდება მაღალი ტუტე მიკროსფეროების მომზადებისას.

③ მშრალი გელის მეთოდი. ეს მეთოდი ნედლეულად ორგანულ ალკოქსიდებს იყენებს და სამ პროცესს მოიცავს: მშრალი გელის მომზადება, დაფხვნა და მაღალ ტემპერატურაზე ქაფის წარმოქმნა. სამივე მეთოდს გარკვეული ნაკლოვანებები აქვს: ფხვნილის მეთოდი მძივების წარმოქმნის დაბალ სიჩქარეს იძლევა, წვეთოვანი მეთოდი დაბალი სიმტკიცის მიკროსფეროებს წარმოქმნის, ხოლო მშრალი გელის მეთოდი ნედლეულის მაღალ ფასს გულისხმობს.

ღრუ მინის მიკროსფეროს კომპოზიტური მასალის სუბსტრატი და კომპოზიტური მეთოდი

მაღალი სიმტკიცის მყარი ამომგდები მასალის შესაქმნელადღრუ მინის მიკროსფეროებიმატრიცულ მასალას უნდა ჰქონდეს შესანიშნავი თვისებები, როგორიცაა დაბალი სიმკვრივე, მაღალი სიმტკიცე, დაბალი სიბლანტე და მიკროსფეროებთან კარგი შეზეთვა. ამჟამად გამოყენებული მატრიცული მასალები მოიცავს ეპოქსიდური ფისს, პოლიესტერის ფისს, ფენოლის ფისს და სილიკონის ფისს. მათ შორის, ეპოქსიდური ფისი ყველაზე ფართოდ გამოიყენება რეალურ წარმოებაში მისი მაღალი სიმტკიცის, დაბალი სიმკვრივის, წყლის დაბალი შთანთქმის და დაბალი გამკვრივების შეკუმშვის გამო. შუშის მიკროსფეროების კომპოზიცია მატრიცულ მასალებთან შესაძლებელია ჩამოსხმის პროცესების მეშვეობით, როგორიცაა ჩამოსხმა, ვაკუუმური გაჟღენთვა, სითხის გადაცემის ჩამოსხმა, ნაწილაკების დაწყობა და შეკუმშვის ჩამოსხმა. მნიშვნელოვანია ხაზგასმით აღინიშნოს, რომ მიკროსფეროებსა და მატრიცას შორის ზედაპირული მდგომარეობის გასაუმჯობესებლად, ასევე საჭიროა მიკროსფეროების ზედაპირის მოდიფიცირება, რითაც გაუმჯობესდება კომპოზიტური მასალის საერთო მახასიათებლები.