Apabila kita melihat produk yang diperbuat daripadagentian kaca, kita selalunya hanya perasan penampilan dan penggunaannya, tetapi jarang mempertimbangkan: Apakah struktur dalaman filamen hitam atau putih yang langsing ini? Justru struktur mikro yang tidak kelihatan inilah yang memberikan gentian kaca sifat uniknya, seperti kekuatan tinggi, rintangan suhu tinggi dan rintangan kakisan. Hari ini, kita akan menyelidiki "dunia dalaman" gentian kaca untuk mendedahkan rahsia strukturnya.
Yayasan Mikroskopik: "Tertib Terganggu" di Peringkat Atom
Dari perspektif atom, komponen teras gentian kaca ialah silikon dioksida (biasanya 50%-70% mengikut berat), dengan unsur lain seperti kalsium oksida, magnesium oksida dan aluminium oksida ditambah untuk menyesuaikan sifatnya. Susunan atom ini menentukan ciri asas gentian kaca.
Tidak seperti "urutan jarak jauh" atom dalam bahan kristal (seperti logam atau kristal kuarza), susunan atom dalam gentian kaca mempamerkan"pesanan jarak dekat, gangguan jarak jauh."Ringkasnya, di kawasan setempat (dalam julat beberapa atom), setiap atom silikon terikat dengan empat atom oksigen, membentuk seperti piramid.“silika tetrahedron”struktur. Susunan tempatan ini dipesan. Walau bagaimanapun, pada skala yang lebih besar, silika tetrahedra ini tidak membentuk kekisi berulang biasa seperti dalam kristal. Sebaliknya, mereka disambungkan secara rawak dan disusun secara tidak teratur, sama seperti longgokan blok bangunan yang dipasang secara sembarangan, membentuk struktur kaca amorf.
Struktur amorf ini adalah salah satu perbezaan utama antaragentian kacadan kaca biasa. Semasa proses penyejukan kaca biasa, atom mempunyai masa yang cukup untuk membentuk kristal kecil yang dipesan tempatan, yang membawa kepada kerapuhan yang lebih tinggi. Sebaliknya, gentian kaca dibuat dengan meregangkan dan menyejukkan kaca cair dengan cepat. Atom-atom tidak mempunyai masa untuk mengatur diri mereka dalam cara yang teratur dan "beku" dalam keadaan tidak teratur dan amorf ini. Ini mengurangkan kecacatan pada sempadan kristal, membolehkan gentian mengekalkan sifat kaca sambil memperoleh keliatan dan kekuatan tegangan yang lebih baik.
Struktur Monofilamen: Entiti Seragam daripada "Kulit" kepada "Teras"
Gentian kaca yang kita lihat sebenarnya terdiri daripada banyakmonofilamen, tetapi setiap monofilamen adalah unit struktur yang lengkap dengan sendirinya. Monofilamen biasanya mempunyai diameter 5-20 mikrometer (kira-kira 1/5 hingga 1/2 diameter rambut manusia). Strukturnya adalah seragam“bentuk silinder pepejal”tanpa lapisan yang jelas. Walau bagaimanapun, dari perspektif pengedaran komposisi mikroskopik, terdapat perbezaan "teras kulit" yang halus.
Semasa proses melukis, apabila kaca cair tersemperit dari lubang kecil spinneret, permukaan dengan cepat menyejuk apabila bersentuhan dengan udara, membentuk lapisan yang sangat nipis.“kulit”lapisan (kira-kira 0.1-0.5 mikrometer tebal). Lapisan kulit ini menyejuk jauh lebih cepat daripada dalaman“teras.”Akibatnya, kandungan silikon dioksida dalam lapisan kulit lebih tinggi sedikit daripada dalam teras, dan susunan atom lebih padat dengan kecacatan yang lebih sedikit. Perbezaan halus dalam komposisi dan struktur ini menjadikan permukaan monofilamen lebih kuat dalam kekerasan dan rintangan kakisan daripada teras. Ia juga mengurangkan kemungkinan retak permukaan-kegagalan bahan selalunya bermula dengan kecacatan permukaan, dan kulit padat ini bertindak sebagai "cangkang" pelindung untuk monofilamen.
Sebagai tambahan kepada perbezaan teras kulit yang halus, yang berkualiti tinggigentian kacamonofilamen juga mempunyai simetri yang sangat bulat dalam keratan rentasnya, dengan ralat diameter biasanya dikawal hingga dalam 1 mikrometer. Struktur geometri yang seragam ini memastikan bahawa apabila monofilamen ditekankan, tegasan diagihkan sama rata di seluruh keratan rentas, menghalang kepekatan tegasan yang disebabkan oleh ketidakteraturan ketebalan setempat dan dengan itu meningkatkan kekuatan tegangan keseluruhan.
Struktur Kolektif: Gabungan Tertib "Benang" dan "Fabrik"
Walaupun monofilamen kuat, diameternya terlalu halus untuk digunakan secara bersendirian. Oleh itu, gentian kaca biasanya wujud dalam bentuk a“kolektif,”paling biasa sebagai“benang gentian kaca”dan“kain gentian kaca.”Struktur mereka adalah hasil gabungan tertib monofilamen.
Benang gentian kaca ialah koleksi berpuluh-puluh hingga beribu-ribu monofilamen, dipasang oleh sama ada"berpusing"atau menjadi“tidak berpusing.”Benang tidak berpintal ialah koleksi longgar monofilamen selari, dengan struktur ringkas, terutamanya digunakan untuk membuat bulu kaca, gentian cincang, dan lain-lain. Benang berpintal, sebaliknya, dibentuk dengan memutar monofilamen bersama-sama, mewujudkan struktur lingkaran yang serupa dengan benang kapas. Struktur ini meningkatkan daya ikatan antara monofilamen, menghalang benang daripada terurai di bawah tekanan, menjadikannya sesuai untuk menenun, menggulung dan teknik pemprosesan lain. The“kira”daripada benang (indeks yang menunjukkan bilangan monofilamen, contohnya, 1200 benang tex terdiri daripada 1200 monofilamen) dan“putaran”(bilangan lilitan per unit panjang) secara langsung menentukan kekuatan benang, fleksibiliti, dan prestasi pemprosesan seterusnya.
Fabrik gentian kaca ialah struktur seperti kepingan yang diperbuat daripada benang gentian kaca melalui proses tenunan. Tiga tenunan asas adalah biasa, kepar, dan satin.Tenunan biasafabrik dibentuk dengan berganti-ganti benang meledingkan dan benang pakan, menghasilkan struktur yang ketat dengan kebolehtelapan yang rendah tetapi kekuatan seragam, menjadikannya sesuai sebagai bahan asas untuk bahan komposit. Dalamtenunan keparfabrik, benang meledingkan dan benang pakan berjalin dalam nisbah 2:1 atau 3:1, menghasilkan corak pepenjuru pada permukaan. Ia lebih fleksibel daripada tenunan biasa dan sering digunakan untuk produk yang memerlukan lenturan atau pembentukan.Tenunan satinmempunyai lebih sedikit titik jalinan, dengan benang meledingkan atau pakan membentuk garis terapung berterusan di permukaan. Jalinan ini lembut untuk disentuh dan mempunyai permukaan licin, menjadikannya sesuai untuk komponen hiasan atau geseran rendah.
Sama ada benang atau fabrik, teras struktur kolektif adalah untuk mencapai peningkatan prestasi“1+1>2″melalui gabungan tertib monofilamen. Monofilamen memberikan kekuatan asas, manakala struktur kolektif memberikan bahan bentuk yang berbeza, fleksibiliti, dan kebolehsuaian pemprosesan untuk memenuhi pelbagai keperluan, daripada penebat haba kepada tetulang struktur.
Masa siaran: Sep-16-2025
