Mengapakah serbuk gentian kaca meningkatkan kekerasan bahan?

Serbuk Serat KacaBukan sekadar pengisi; ia diperkukuhkan melalui saling kunci fizikal pada peringkat mikro. Selepas pencairan dan penyemperitan pada suhu tinggi dan pengisaran berikutnya pada suhu rendah, serbuk gentian kaca bebas alkali (E-glass) masih mengekalkan nisbah aspek yang tinggi dan lengai pada permukaan. Ia mempunyai tepi yang keras, tetapi ia tidak reaktif dan ia menghasilkan rangkaian sokongan dalam matriks resin atau simen atau mortar. Taburan saiz zarah 150 mesh hingga 400 mesh menawarkan pertukaran antara penyebaran mudah dan daya penambat, terlalu kasar akan mengakibatkan mendap dan terlalu halus akan melemahkan galas beban. Aplikasi yang lebih sesuai untuk salutan berkilat tinggi atau pot ketepatan ialah gred ultra halus, seperti serbuk gentian kaca 1250.

Peningkatan kekerasan substrat dan rintangan haus yang ketara oleh serbuk kaca berpunca daripada sifat fizikokimia dan mikromekanisme yang wujud dalam sistem bahan. Pengukuhan ini berlaku terutamanya melalui dua laluan: "pengukuhan pengisian fizikal" dan "pengoptimuman ikatan antara muka", dengan prinsip khusus berikut:

Kesan Pengisian Fizikal melalui Kekerasan Tinggi Intrinsik

Serbuk kaca terutamanya terdiri daripada sebatian bukan organik seperti silika dan borat. Selepas pencairan dan penyejukan suhu tinggi, ia membentuk zarah amorfus dengan kekerasan Mohs 6-7, jauh melebihi bahan asas seperti plastik, resin dan salutan konvensional (biasanya 2-4). Apabila tersebar secara seragam dalam matriks,serbuk kacamembenamkan "zarah mikro-keras" yang tidak terkira banyaknya di seluruh bahan:

Titik-titik keras ini secara langsung menanggung tekanan dan geseran luaran, mengurangkan tekanan dan haus pada bahan asas itu sendiri, bertindak sebagai "rangka tahan haus";

Kehadiran titik-titik keras menghalang ubah bentuk plastik pada permukaan bahan. Apabila objek luaran mengikis permukaan, zarah serbuk kaca menahan pembentukan calar, sekali gus meningkatkan kekerasan keseluruhan dan rintangan calar.

Struktur yang Dipadatkan Mengurangkan Laluan Haus

Zarah serbuk kaca mempunyai dimensi halus (biasanya skala mikrometer hingga nanometer) dan kebolehserakan yang sangat baik, mengisi liang mikroskopik secara seragam dalam bahan matriks untuk membentuk struktur komposit yang padat:

Semasa pencairan atau pengawetan, serbuk kaca membentuk fasa berterusan dengan matriks, menghapuskan jurang antara muka dan mengurangkan haus setempat yang disebabkan oleh kepekatan tegasan. Ini menghasilkan permukaan bahan yang lebih seragam dan tahan haus.

Ikatan antara muka meningkatkan kecekapan pemindahan beban

Serbuk kaca mempamerkan keserasian yang sangat baik dengan bahan matriks seperti resin dan plastik. Sesetengah serbuk kaca yang diubah suai permukaan boleh terikat secara kimia dengan matriks, membentuk sambungan antara muka yang teguh.

Kestabilan kimia menahan kakisan alam sekitar

Serbuk kacamempamerkan ketiadaan kimia yang luar biasa, menentang asid, alkali, pengoksidaan dan penuaan. Ia mengekalkan prestasi yang stabil dalam persekitaran yang kompleks (cth., luaran, tetapan kimia):

Mencegah kerosakan struktur permukaan daripada kakisan kimia, memelihara kekerasan dan rintangan haus;

Terutamanya dalam salutan dan dakwat, rintangan UV serbuk kaca dan rintangan terhadap penuaan haba lembap melambatkan degradasi matriks, memanjangkan hayat haus bahan.