बातम्या

पोकळ काचेचे सूक्ष्मस्फियरआणि त्यांचे संमिश्र साहित्य

खोल समुद्रातील वापरासाठी उच्च-शक्तीचे घन उछाल साहित्य सामान्यतः उछाल-नियमन करणारे माध्यम (पोकळ सूक्ष्मस्फियर) आणि उच्च-शक्तीचे रेझिन कंपोझिटपासून बनलेले असते. आंतरराष्ट्रीय स्तरावर, हे साहित्य 0.4-0.6 g/cm³ ची घनता आणि 40-100 MPa ची संकुचित शक्ती प्राप्त करते आणि विविध खोल समुद्रातील उपकरणांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले गेले आहे. पोकळ सूक्ष्मस्फियर हे वायूने ​​भरलेले विशेष संरचनात्मक साहित्य आहे. त्यांच्या भौतिक रचनेवर आधारित, ते प्रामुख्याने सेंद्रिय संमिश्र सूक्ष्मस्फियर आणि अजैविक संमिश्र सूक्ष्मस्फियरमध्ये विभागले गेले आहेत. सेंद्रिय संमिश्र सूक्ष्मस्फियरवरील संशोधन अधिक सक्रिय आहे, ज्यामध्ये पॉलिस्टीरिन पोकळ सूक्ष्मस्फियर आणि पॉलिमिथाइल मेथाक्रिलेट पोकळ सूक्ष्मस्फियर यांचा समावेश आहे. अजैविक सूक्ष्मस्फियर तयार करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या साहित्यांमध्ये प्रामुख्याने काच, सिरॅमिक्स, बोरेट्स, कार्बन आणि फ्लाय अॅश सेनोस्फियर यांचा समावेश आहे.

पोकळ काचेचे सूक्ष्मस्फियर: व्याख्या आणि वर्गीकरण

पोकळ काचेचे सूक्ष्मस्फियर हे एक नवीन प्रकारचे अजैविक नॉन-मेटॅलिक गोलाकार सूक्ष्मपावडर मटेरियल आहे ज्यामध्ये लहान कण आकार, गोलाकार आकार, हलके वजन, ध्वनी इन्सुलेशन, उष्णता इन्सुलेशन, पोशाख प्रतिरोध आणि उच्च तापमान प्रतिरोधकता असे उत्कृष्ट गुणधर्म आहेत. पोकळ काचेचे सूक्ष्मस्फियर एरोस्पेस मटेरियल, हायड्रोजन स्टोरेज मटेरियल, सॉलिड ब्वायन्सी मटेरियल, थर्मल इन्सुलेशन मटेरियल, बिल्डिंग मटेरियल आणि पेंट्स आणि कोटिंग्जमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरले गेले आहेत. ते सामान्यतः दोन श्रेणींमध्ये विभागले जातात:

① मुख्यतः SiO2 आणि धातूच्या ऑक्साईडपासून बनलेले सेनोस्फीअर, औष्णिक वीज प्रकल्पांमध्ये वीज निर्मिती दरम्यान तयार होणाऱ्या फ्लाय अॅशपासून मिळवता येतात. जरी सेनोस्फीअर कमी खर्चाचे असले तरी, त्यांची शुद्धता कमी असते, कण आकाराचे विस्तृत वितरण असते आणि विशेषतः, कणांची घनता साधारणपणे 0.6 g/cm3 पेक्षा जास्त असते, ज्यामुळे ते खोल समुद्रातील अनुप्रयोगांसाठी उछाल सामग्री तयार करण्यासाठी अयोग्य बनतात.

② कृत्रिमरित्या संश्लेषित काचेचे सूक्ष्मस्फियर, ज्यांची ताकद, घनता आणि इतर भौतिक-रासायनिक गुणधर्म प्रक्रिया पॅरामीटर्स आणि कच्च्या मालाच्या सूत्रीकरणाचे समायोजन करून नियंत्रित केले जाऊ शकतात. जरी ते अधिक महाग असले तरी, त्यांच्याकडे अनुप्रयोगांची विस्तृत श्रेणी आहे.

पोकळ काचेच्या सूक्ष्मस्फियरची वैशिष्ट्ये

घन उछालणाऱ्या पदार्थांमध्ये पोकळ काचेच्या सूक्ष्मस्फियरचा व्यापक वापर त्यांच्या उत्कृष्ट वैशिष्ट्यांपासून अविभाज्य आहे.

①पोकळ काचेचे सूक्ष्मस्फियरत्यांची अंतर्गत रचना पोकळ असते, ज्यामुळे वजन कमी असते, घनता कमी असते आणि थर्मल चालकता कमी असते. यामुळे केवळ संमिश्र पदार्थांची घनता लक्षणीयरीत्या कमी होत नाही तर त्यांना उत्कृष्ट थर्मल इन्सुलेशन, ध्वनी इन्सुलेशन, विद्युत इन्सुलेशन आणि ऑप्टिकल गुणधर्म देखील मिळतात.

② पोकळ काचेचे सूक्ष्मस्फियर आकारात गोलाकार असतात, कमी सच्छिद्रता (आदर्श फिलर) आणि गोलांद्वारे कमीत कमी पॉलिमर शोषणाचे फायदे असतात, त्यामुळे मॅट्रिक्सच्या प्रवाहक्षमतेवर आणि चिकटपणावर फारसा परिणाम होत नाही. या वैशिष्ट्यांमुळे संमिश्र पदार्थात वाजवी ताण वितरण होते, ज्यामुळे त्याची कडकपणा, कडकपणा आणि मितीय स्थिरता सुधारते.

③ पोकळ काचेच्या सूक्ष्मस्फियरमध्ये उच्च शक्ती असते. मूलतः, पोकळ काचेच्या सूक्ष्मस्फियर हे पातळ-भिंती असलेले, सीलबंद गोल असतात ज्यांच्या कवचाचा मुख्य घटक काच असतो, जो उच्च शक्ती प्रदर्शित करतो. यामुळे कमी घनता राखताना संमिश्र पदार्थाची शक्ती वाढते.

पोकळ काचेच्या सूक्ष्मस्फियर्सच्या तयारी पद्धती
तयारीच्या तीन मुख्य पद्धती आहेत:
① पावडर पद्धत. काचेचे मॅट्रिक्स प्रथम बारीक केले जाते, एक फोमिंग एजंट जोडला जातो आणि नंतर हे लहान कण उच्च-तापमानाच्या भट्टीतून जातात. जेव्हा कण मऊ होतात किंवा वितळतात तेव्हा काचेच्या आत वायू तयार होतो. वायूचा विस्तार होत असताना, कण पोकळ गोल बनतात, जे नंतर चक्रीवादळ विभाजक किंवा बॅग फिल्टर वापरून गोळा केले जातात.

② थेंब पद्धत. एका विशिष्ट तापमानाला, कमी वितळणाऱ्या बिंदूचा पदार्थ असलेले द्रावण स्प्रे-वाळवले जाते किंवा उच्च-तापमानाच्या उभ्या भट्टीत गरम केले जाते, जसे की अत्यंत क्षारीय सूक्ष्मस्फियर तयार केले जातात.

③ ड्राय जेल पद्धत. या पद्धतीत कच्चा माल म्हणून सेंद्रिय अल्कोऑक्साइडचा वापर केला जातो आणि त्यात तीन प्रक्रियांचा समावेश असतो: ड्राय जेल तयार करणे, धुरळणे आणि उच्च तापमानात फोमिंग करणे. तिन्ही पद्धतींमध्ये काही तोटे आहेत: पावडर पद्धत कमी मणी तयार करण्याचा दर निर्माण करते, थेंब पद्धत कमी ताकद असलेले सूक्ष्मस्फियर तयार करते आणि ड्राय जेल पद्धतीमध्ये कच्च्या मालाची किंमत जास्त असते.

पोकळ काचेचे सूक्ष्मस्फियर संमिश्र साहित्य सब्सट्रेट आणि संमिश्र पद्धत

उच्च-शक्तीचे घन उछालयुक्त पदार्थ तयार करण्यासाठीपोकळ काचेचे सूक्ष्मगोलक, मॅट्रिक्स मटेरियलमध्ये कमी घनता, उच्च शक्ती, कमी चिकटपणा आणि मायक्रोस्फियरसह चांगले स्नेहन असे उत्कृष्ट गुणधर्म असले पाहिजेत. सध्या वापरल्या जाणाऱ्या मॅट्रिक्स मटेरियलमध्ये इपॉक्सी रेझिन, पॉलिस्टर रेझिन, फेनोलिक रेझिन आणि सिलिकॉन रेझिन यांचा समावेश आहे. यापैकी, इपॉक्सी रेझिन हे त्याच्या उच्च शक्ती, कमी घनता, कमी पाणी शोषण आणि कमी क्युरिंग संकोचनामुळे प्रत्यक्ष उत्पादनात सर्वाधिक वापरले जाते. काच मायक्रोस्फियर्स कास्टिंग, व्हॅक्यूम इम्प्रेग्नेशन, लिक्विड ट्रान्सफर मोल्डिंग, पार्टिकल स्टॅकिंग आणि कॉम्प्रेशन मोल्डिंग सारख्या मोल्डिंग प्रक्रियेद्वारे मॅट्रिक्स मटेरियलसह संमिश्रित केले जाऊ शकतात. मायक्रोस्फियर्स आणि मॅट्रिक्समधील इंटरफेशियल स्थिती सुधारण्यासाठी, मायक्रोस्फियर्सच्या पृष्ठभागावर देखील बदल करणे आवश्यक आहे, ज्यामुळे संमिश्र मटेरियलची एकूण कार्यक्षमता सुधारते.