fréttir

Holar glerörkúlurog samsett efni þeirra

Sterk, föst uppdriftsefni fyrir djúpsjávarnotkun eru almennt samsett úr uppdriftsstýrandi miðlum (holum örkúlum) og sterkum plastefnasamsetningum. Á alþjóðavettvangi ná þessi efni eðlisþyngd upp á 0,4–0,6 g/cm³ og þrýstistyrk upp á 40–100 MPa og hafa verið mikið notuð í ýmsum djúpsjávarbúnaði. Holar örkúlur eru sérstök byggingarefni fyllt með gasi. Byggt á efnissamsetningu þeirra eru þær aðallega skipt í lífrænar samsettar örkúlur og ólífrænar samsettar örkúlur. Rannsóknir á lífrænum samsettum örkúlum eru virkari og hafa verið gerðar skýrslur um holar örkúlur úr pólýstýreni og holar örkúlur úr pólýmetýlmetakrýlat. Efni sem notuð eru til að búa til ólífrænar örkúlur eru aðallega gler, keramik, bórat, kolefni og sviföskukúlur.

Holar glerörkúlur: Skilgreining og flokkun

Holar glerörkúlur eru ný tegund af ólífrænu, ómálmkenndu, kúlulaga örduftefni með framúrskarandi eiginleika eins og litla agnastærð, kúlulaga lögun, léttan þunga, hljóðeinangrun, hitaeinangrun, slitþol og háan hitaþol. Holar glerörkúlur hafa verið mikið notaðar í geimferðaefnum, vetnisgeymsluefnum, föstum uppdriftsefnum, einangrunarefnum, byggingarefnum og málningu og húðun. Þær eru almennt skipt í tvo flokka:

① Loftkælingar, aðallega samsettar úr SiO2 og málmoxíðum, er hægt að fá úr flugösku sem myndast við orkuframleiðslu í varmaorkuverum. Þótt loftkælingar séu ódýrari, eru þær lélegar hreinar, með breiða agnastærðardreifingu og einkum agnaþéttleika sem er almennt meiri en 0,6 g/cm3, sem gerir þær óhentugar til að búa til uppdriftsefni fyrir djúpsjávarnotkun.

② Örkúlur úr gleri sem framleiddar eru með gerviefnum, þar sem hægt er að stjórna styrk, þéttleika og öðrum eðlis- og efnafræðilegum eiginleikum með því að aðlaga ferlisbreytur og hráefnisformúlur. Þótt þær séu dýrari hafa þær fjölbreyttari notkunarmöguleika.

Einkenni holra glerörkúlna

Víðtæk notkun holra glerörkúlna í föstum flotefnum er óaðskiljanleg frá framúrskarandi eiginleikum þeirra.

①Holar glerörkúlurhafa hola innri uppbyggingu, sem leiðir til léttrar þyngdar, lágrar eðlisþyngdar og lágrar varmaleiðni. Þetta dregur ekki aðeins verulega úr eðlisþyngd samsettra efna heldur gefur þeim einnig framúrskarandi varmaeinangrun, hljóðeinangrun, rafmagnseinangrun og ljósfræðilega eiginleika.

② Holar glerörkúlur eru kúlulaga og hafa þá kosti að vera lágt gegndræpt (tilvalið fylliefni) og lágmarks fjölliðugleypni af kúlunum, sem hefur lítil áhrif á flæði og seigju fylliefnisins. Þessir eiginleikar leiða til sanngjarnrar spennudreifingar í samsetta efninu, sem bætir hörku þess, stífleika og víddarstöðugleika.

③ Holar glerörkúlur hafa mikinn styrk. Í meginatriðum eru holar glerörkúlur þunnveggja, innsiglaðar kúlur þar sem gler er aðalþáttur skeljarinnar, sem sýna mikinn styrk. Þetta eykur styrk samsetta efnisins en viðheldur lágum eðlisþyngd.

Undirbúningsaðferðir fyrir holglerörkúlur
Það eru þrjár helstu undirbúningsaðferðir:
① Duftaðferð. Glergrunnurinn er fyrst mulinn í duft, froðumyndandi efni er bætt við og síðan eru þessar litlu agnir leiddar í gegnum háhitaofn. Þegar agnirnar mýkjast eða bráðna myndast gas í glerinu. Þegar gasið þenst út verða agnirnar að holum kúlum sem síðan eru safnað saman með hvirfilvinduskilju eða pokasíu.

② Dropaaðferð. Við ákveðið hitastig er lausn sem inniheldur efni með lágt bræðslumark úðaþurrkuð eða hituð í lóðréttum ofni við háan hita, eins og við gerð mjög basískra örkúlna.

③ Þurrgelaðferð. Þessi aðferð notar lífræn alkoxíð sem hráefni og felur í sér þrjár aðferðir: að búa til þurrt hlaup, mala það og froða það við háan hita. Allar þrjár aðferðirnar hafa ákveðna galla: duftaðferðin framleiðir lágan perlumyndunarhraða, dropaaðferðin framleiðir örkúlur með lélegum styrk og þurrgelaðferðin hefur hátt hráefniskostnað.

Undirlag og samsett aðferð úr holglersörkúlum úr samsettu efni

Til að mynda mjög sterkt, fast uppdriftsefni meðholar glerörkúlur, verður grunnefnisefnið að hafa framúrskarandi eiginleika, svo sem lágan eðlisþyngd, mikinn styrk, lága seigju og góða smurningu með örkúlunum. Núverandi grunnefnisefni eru meðal annars epoxy plastefni, pólýester plastefni, fenólplastefni og sílikonplastefni. Meðal þessara er epoxy plastefni það sem mest er notað í raunverulegri framleiðslu vegna mikils styrks, lágs eðlisþyngdar, lágs vatnsupptöku og lágs rýrnunar við herðingu. Hægt er að setja glerörkúlur saman við grunnefni með mótunarferlum eins og steypu, lofttæmismótun, vökvaflutningsmótun, agnastöflun og þjöppunarmótun. Mikilvægt er að leggja áherslu á að til að bæta skilfleti örkúlnanna og grunnefnisins þarf einnig að breyta yfirborði örkúlnanna og þannig bæta heildarárangur samsetta efnisins.