Kodėl stiklo pluošto milteliai padidina medžiagos kietumą?

Stiklo pluošto milteliaiyra ne tik užpildas; jis sutvirtina fiziškai susijungdamas mikro lygmeniu. Po išlydymo ir ekstruzijos aukštoje temperatūroje bei vėlesnio malimo žemoje temperatūroje, bešarmiai (E-stiklo) stiklo pluošto milteliai vis tiek išlaiko aukštą kraštinių santykį ir yra inertiški paviršiui. Jie turi kietus kraštus, tačiau jie nereaktyvūs ir sukuria atramos tinklą dervos, cemento ar skiedinio matricose. Dalelių dydžio pasiskirstymas nuo 150 iki 400 akių siūlo kompromisą tarp lengvo dispergavimo ir įtvirtinimo jėgos – per stambūs sukels nusėdimą, o per smulkūs – susilpnins apkrovą. Labai blizgioms dangoms arba tiksliam užpildymui geriau tinka itin smulkūs grūdai, pavyzdžiui, 1250 stiklo pluošto milteliai.

Žymus pagrindo kietumo ir atsparumo dilimui padidėjimas naudojant stiklo miltelius atsiranda dėl jiems būdingų fizikinių ir cheminių savybių bei medžiagų sistemose esančių mikromechanizmų. Šis sutvirtinimas vyksta daugiausia dviem būdais: „fizikiniu užpildymo sutvirtinimu“ ir „sąsajos sujungimo optimizavimu“, vadovaujantis šiais konkrečiais principais:

Fizinis užpildymo efektas dėl vidinio didelio kietumo

Stiklo milteliai daugiausia sudaryti iš neorganinių junginių, tokių kaip silicio dioksidas ir boratai. Po lydymo ir aušinimo aukštoje temperatūroje jie sudaro amorfines daleles, kurių kietumas pagal Moso skalę yra 6–7, gerokai didesnis nei pagrindinių medžiagų, tokių kaip plastikai, dervos ir įprastos dangos (paprastai 2–4), kietumas. Tolygiai pasiskirstę matricoje,stiklo milteliaiį medžiagą įterpia daugybę „mikrokietų dalelių“:

Šie kieti taškai tiesiogiai veikia išorinį slėgį ir trintį, sumažindami pačios pagrindinės medžiagos įtempį ir dilimą, veikdami kaip „dilimui atsparus karkasas“;

Kietų taškų buvimas slopina medžiagos paviršiaus plastinę deformaciją. Kai išorinis objektas liečiasi su paviršiumi, stiklo miltelių dalelės neleidžia susidaryti įbrėžimams, taip padidindamos bendrą kietumą ir atsparumą įbrėžimams.

Tankinta struktūra sumažina nusidėvėjimo takus

Stiklo miltelių dalelės pasižymi smulkiais matmenimis (paprastai nuo mikrometrų iki nanometro) ir puikiu dispersiškumu, tolygiai užpildydamos mikroskopines matricos medžiagos poras ir sudarydamos tankią kompozicinę struktūrą:

Lydymosi arba kietėjimo metu stiklo milteliai su matrica sudaro ištisinę fazę, taip pašalindami tarpsluoksninius tarpus ir sumažindami įtempių koncentracijos sukeltą lokalizuotą dilimą. Dėl to medžiagos paviršius tampa vienodesnis ir atsparesnis dilimui.

Tarpfazinis sujungimas pagerina apkrovos perdavimo efektyvumą

Stiklo milteliai puikiai suderinami su matricinėmis medžiagomis, tokiomis kaip dervos ir plastikai. Kai kurie paviršiumi modifikuoto stiklo milteliai gali chemiškai jungtis su matrica, sudarydami tvirtus tarpfazinius ryšius.

Cheminis stabilumas atsparus aplinkos korozijai

Stiklo milteliaipasižymi išskirtiniu cheminiu inertiškumu, atsparumu rūgštims, šarmams, oksidacijai ir senėjimui. Išlaiko stabilų veikimą sudėtingoje aplinkoje (pvz., lauke, cheminėje aplinkoje):

Apsaugo nuo cheminės korozijos sukeltų paviršiaus struktūrinių pažeidimų, išsaugodamas kietumą ir atsparumą dilimui;

Ypač dangose ​​ir rašaluose stiklo miltelių atsparumas UV spinduliams ir drėgmės bei karščio senėjimui sulėtina matricos irimą, pailgindamas medžiagos nusidėvėjimo laiką.