बातम्या

पोकळ काचेचे सूक्ष्मगोलआणि त्यांचे संमिश्र साहित्य

खोल समुद्रातील उपयोगांसाठी उच्च-शक्तीचे घन उत्प्लावक पदार्थ सामान्यतः उत्प्लावकता-नियंत्रक माध्यम (पोकळ सूक्ष्मगोल) आणि उच्च-शक्तीच्या रेझिन कंपोझिट्सपासून बनलेले असतात. आंतरराष्ट्रीय स्तरावर, हे पदार्थ ०.४–०.६ ग्रॅम/सेमी³ घनता आणि ४०–१०० एमपीए संपीडन शक्ती प्राप्त करतात, आणि खोल समुद्रातील विविध उपकरणांमध्ये त्यांचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला गेला आहे. पोकळ सूक्ष्मगोल हे वायूने ​​भरलेले विशेष संरचनात्मक पदार्थ आहेत. त्यांच्या भौतिक रचनेनुसार, त्यांचे मुख्यत्वे सेंद्रिय कंपोझिट सूक्ष्मगोल आणि असेंद्रिय कंपोझिट सूक्ष्मगोल असे वर्गीकरण केले जाते. सेंद्रिय कंपोझिट सूक्ष्मगोलांवरील संशोधन अधिक सक्रिय आहे, ज्यामध्ये पॉलिस्टीरिन पोकळ सूक्ष्मगोल आणि पॉलिमिथाइल मेथॅक्रिलेट पोकळ सूक्ष्मगोलांच्या अहवालांचा समावेश आहे. असेंद्रिय सूक्ष्मगोल तयार करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या पदार्थांमध्ये प्रामुख्याने काच, सिरॅमिक्स, बोरेट्स, कार्बन आणि फ्लाय ॲश सेनोस्फियर्स यांचा समावेश होतो.

पोकळ काचेचे सूक्ष्मगोल: व्याख्या आणि वर्गीकरण

पोकळ काचेचे सूक्ष्मगोल हे एक नवीन प्रकारचे अजैविक, अधातू, गोलाकार सूक्ष्मचूर्ण पदार्थ आहेत, ज्यात लहान कणांचा आकार, गोलाकार आकार, हलके वजन, ध्वनीरोधकता, उष्णतारोधकता, झीज-प्रतिरोधकता आणि उच्च तापमान-प्रतिरोधकता यांसारखे उत्कृष्ट गुणधर्म आहेत. पोकळ काचेच्या सूक्ष्मगोलांचा वापर अंतराळयान साहित्य, हायड्रोजन साठवण साहित्य, घन पदार्थांना तरंगवणारे साहित्य, औष्णिक रोधक साहित्य, बांधकाम साहित्य आणि रंग व लेप यांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. त्यांचे सामान्यतः दोन श्रेणींमध्ये वर्गीकरण केले जाते:

① सेनोस्फियर्स, जे प्रामुख्याने SiO2 आणि धातूंच्या ऑक्साईडपासून बनलेले असतात, ते औष्णिक वीज प्रकल्पांमध्ये वीज निर्मितीदरम्यान तयार होणाऱ्या फ्लाय ॲशपासून मिळवता येतात. सेनोस्फियर्स कमी खर्चिक असले तरी, त्यांची शुद्धता कमी असते, कणांच्या आकारात मोठी विविधता आढळते आणि विशेषतः, त्यांची घनता साधारणपणे 0.6 g/cm3 पेक्षा जास्त असते, ज्यामुळे ते खोल समुद्रातील उपयोगांसाठी उत्प्लावकता देणारे साहित्य तयार करण्याकरिता अयोग्य ठरतात.

② कृत्रिमरित्या संश्लेषित केलेले काचेचे सूक्ष्मगोल, ज्यांची मजबुती, घनता आणि इतर भौतिक-रासायनिक गुणधर्म प्रक्रिया मापदंड आणि कच्च्या मालाच्या रचनेत बदल करून नियंत्रित केले जाऊ शकतात. जरी ते अधिक महाग असले तरी, त्यांचा उपयोग अधिक व्यापक आहे.

पोकळ काचेच्या सूक्ष्मगोलांची वैशिष्ट्ये

घन पदार्थांच्या उत्प्लावकतेमध्ये पोकळ काचेच्या सूक्ष्मगोलांचा व्यापक वापर हा त्यांच्या उत्कृष्ट वैशिष्ट्यांमुळेच होतो.

①पोकळ काचेचे सूक्ष्मगोलत्यांची अंतर्गत रचना पोकळ असते, ज्यामुळे ते वजनाने हलके, कमी घनतेचे आणि कमी औष्णिक वाहकतेचे असतात. यामुळे केवळ संमिश्र पदार्थांची घनता लक्षणीयरीत्या कमी होत नाही, तर त्यांना उत्कृष्ट औष्णिक निरोधन, ध्वनी निरोधन, विद्युत निरोधन आणि प्रकाशीय गुणधर्म देखील प्राप्त होतात.

② पोकळ काचेचे सूक्ष्मगोल गोलाकार असतात, आणि त्यांच्यात कमी सच्छिद्रता (आदर्श फिलर) व गोलांद्वारे कमीतकमी पॉलिमर शोषण होण्याचे फायदे आहेत, त्यामुळे मॅट्रिक्सच्या प्रवाहीपणावर आणि चिकटपणावर त्यांचा फारसा परिणाम होत नाही. या वैशिष्ट्यांमुळे संमिश्र पदार्थामध्ये ताणाचे योग्य वितरण होते, ज्यामुळे त्याची कठीणता, ताठरता आणि आकारमान स्थिरता सुधारते.

③ पोकळ काचेच्या सूक्ष्मगोलांमध्ये उच्च शक्ती असते. मूलतः, पोकळ काचेचे सूक्ष्मगोल हे पातळ-भिंतीचे, सीलबंद गोल असतात, ज्यांच्या कवचाचा मुख्य घटक काच असतो आणि ते उच्च शक्ती दर्शवतात. यामुळे कमी घनता कायम राखत संमिश्र पदार्थाची शक्ती वाढते.

पोकळ काचेच्या सूक्ष्मगोलांच्या निर्मितीच्या पद्धती
तयारीच्या तीन मुख्य पद्धती आहेत:
① चूर्ण पद्धत. यामध्ये प्रथम काचेच्या मॅट्रिक्सची पूड केली जाते, त्यात फोमिंग एजंट (फेस आणणारे द्रव्य) मिसळले जाते आणि नंतर हे लहान कण उच्च-तापमानाच्या भट्टीमधून पाठवले जातात. जेव्हा कण मऊ होतात किंवा वितळतात, तेव्हा काचेच्या आत वायू तयार होतो. वायूच्या प्रसरणामुळे, कण पोकळ गोलाकार बनतात, जे नंतर सायक्लोन सेपरेटर किंवा बॅग फिल्टर वापरून गोळा केले जातात.

2) थेंब पद्धत. एका विशिष्ट तापमानावर, कमी वितळणबिंदू असलेला पदार्थ असलेले द्रावण फवारून वाळवले जाते किंवा उच्च-तापमानाच्या उभ्या भट्टीत गरम केले जाते, जसे की अत्यंत अल्कधर्मी सूक्ष्मगोलांच्या निर्मितीमध्ये केले जाते.

३) शुष्क जेल पद्धत. या पद्धतीत कच्चा माल म्हणून सेंद्रिय अल्कॉक्साईडचा वापर केला जातो आणि यात तीन प्रक्रियांचा समावेश असतो: शुष्क जेल तयार करणे, चूर्ण करणे आणि उच्च तापमानावर फेस तयार करणे. या तिन्ही पद्धतींचे काही तोटे आहेत: चूर्ण पद्धतीत मण्यांच्या निर्मितीचा दर कमी असतो, थेंब पद्धतीत कमी मजबुतीचे सूक्ष्मगोल तयार होतात आणि शुष्क जेल पद्धतीत कच्च्या मालाचा खर्च जास्त असतो.

पोकळ काच सूक्ष्मगोल संमिश्र पदार्थ आधार आणि संमिश्र पद्धत

उच्च-शक्तीचा घन उत्प्लावक पदार्थ तयार करण्यासाठीपोकळ काचेचे सूक्ष्मगोलमॅट्रिक्स मटेरियलमध्ये कमी घनता, उच्च सामर्थ्य, कमी स्निग्धता आणि मायक्रोस्फियर्ससोबत चांगली स्नेहकता यांसारखे उत्कृष्ट गुणधर्म असणे आवश्यक आहे. सध्या वापरल्या जाणाऱ्या मॅट्रिक्स मटेरियल्समध्ये इपॉक्सी रेझिन, पॉलिस्टर रेझिन, फिनोलिक रेझिन आणि सिलिकॉन रेझिन यांचा समावेश होतो. यांपैकी, इपॉक्सी रेझिन त्याच्या उच्च सामर्थ्य, कमी घनता, कमी जल-शोषण आणि कमी क्युरिंग आकुंचनामुळे प्रत्यक्ष उत्पादनात सर्वाधिक वापरले जाते. कास्टिंग, व्हॅक्यूम इम्प्रग्नेशन, लिक्विड ट्रान्सफर मोल्डिंग, पार्टिकल स्टॅकिंग आणि कॉम्प्रेशन मोल्डिंग यांसारख्या मोल्डिंग प्रक्रियांद्वारे ग्लास मायक्रोस्फियर्स मॅट्रिक्स मटेरियल्ससोबत कंपोझिट केले जाऊ शकतात. हे अधोरेखित करणे महत्त्वाचे आहे की मायक्रोस्फियर्स आणि मॅट्रिक्समधील आंतरपृष्ठीय स्थिती सुधारण्यासाठी, मायक्रोस्फियर्सच्या पृष्ठभागातही बदल करणे आवश्यक आहे, ज्यामुळे कंपोझिट मटेरियलची एकूण कामगिरी सुधारते.