Полыя шкляныя мікрасферы (HGM) у якасці напаўняльніка ў кампазітных матэрыялах шырока выкарыстоўваюцца ў такіх галінах, як пакрыцці і афарбоўка, спецыяльныя матэрыялы і разведка рэсурсаў, дзякуючы сваёй лёгкай, пустой структуры, цеплаізаляцыі і хімічна стабільным уласцівасцям. У апошнія гады ў галіне пакрыццяў даследчыкі значна засяродзіліся на такіх праблемах, як дрэнная міжфазная сумяшчальнасць і слабая трываласць міжфазнай сувязі паміж HGM і смалянымі матрыцамі, з дапамогай тэхналогій мадыфікацыі. Гэтыя дасягненні паступова змякчылі розныя дэфекты ў пакрыццях, узмоцненых HGM, што прывяло да ўсё больш шырокага прымянення і больш выдатных эксплуатацыйных характарыстык. У гэтым артыкуле будуць коратка прааналізаваны розныя сферы прымянення полых шкляных мікрасфер у галіне пакрыццяў і даследаваны іх перспектывы.
Цеплаізаляцыйнае пакрыццё
HGM мае нізкую шчыльнасць і высокую цякучасць. Ён таксама мае нізкую цеплаправоднасць. Дзякуючы гэтым асаблівасцям, ён служыць важным напаўняльнікам у цеплаізаляцыйных кампазітных матэрыялах. Яе маленькая полая форма шара змяняе спосаб распаўсюджвання святла, калі яно трапляе на абалонку. Гэта паляпшае зваротнае рассейванне і святлоадбівальную здольнасць пакрыцця. У выніку гэта памяншае праходжанне энергіі знешняга цеплавога выпраменьвання і не дапускае цяпла. Акрамя таго, тонкасценная полая структура HGM мае цеплаправоднасць, блізкую да цеплаправоднасці паветра [0,026 Вт/(м·К)]. Гэта функцыя дапамагае эфектыўна паменшыць цеплаправоднасць з абодвух бакоў пакрыцця.
Нядаўна даследчыкі выкарыстоўвалі HGM у розных цеплаізаляцыйных пакрыццях.
Эфект цеплаізаляцыі залежыць ад некалькіх ключавых фактараў:
- Памер часціц
- Шчыльнасць часціц
- Таўшчыня пакрыцця
- Дададзеная сума
Больш тоўстыя цеплаізаляцыйныя пакрыцця звычайна паляпшаюць цеплаізаляцыйны эфект HGM. Аднак яны таксама могуць прывесці да моцнай ўсаджвання вільготнай плёнкі па меры яе высыхання, што істотна зніжае адгезію пакрыцця. Памяншэнне таўшчыні пакрыцця пры адначасовым паляпшэнні адгезіі з'яўляецца ключавой задачай. Нам патрэбна эфектыўная мадыфікацыя паверхні і раўнамерная дысперсія HGM. Акрамя таго, мы павінны пераканацца, што пакрыццё падтрымлівае выдатныя характарыстыкі цеплаізаляцыі. Гэты баланс мае вырашальнае значэнне ў сучасных даследаваннях.
Вогнеахоўнае пакрыццё
HGM - гэта неарганічны матэрыял. Ён негаручы і вогнеўстойлівы. Дзякуючы гэтым асаблівасцям, яго можна выкарыстоўваць для вырабу вогнеахоўнага пакрыцця. HGM працуе як антыпірэн, запавольваючы цеплааддачу. Яго нізкая цеплаправоднасць затрымлівае вонкавае цяпло ад дасягнення ўнутр. Гэта дапамагае запаволіць распаўсюджванне полымя па паверхні пакрыцця. У выніку зніжаецца хуткасць тэрмічнага раскладання ў падкладцы. Акрамя таго, невялікі вага HGM зніжае шчыльнасць тоўстых вогнеахоўных пакрыццяў, якія не пашыраюцца. Гэта дапамагае паменшыць нагрузку на падкладкі сталёвых канструкцый.
Даследаванні паказваюць, што вогнеахоўныя пакрыцця з HGM у якасці напаўняльніка працуюць лепш, чым пакрыцця з пашыраным перлітам або сепіялітам. Гэта дакладна нават з аднолькавай дабаўленай колькасцю. Іншыя даследчыкі камбінавалі HGM з напаўняльнікамі. Сюды ўваходзяць нана-крэмній, полыя мікрашарыкі з дыяксіду крэмнія і карбід бору. Яны знайшлі найлепшую сумесь для супрацьпажарных характарыстык. HGM у набухаючых вогнеахоўных пакрыццях таксама прадухіляе пашырэнне іншых антыпірэнаў. Гэта можа прывесці да адслаення пакрыцця і зніжэння яго вогнеахоўнай трываласці. Такім чынам, пры выкарыстанні ў якасці вогнеахоўнага напаўняльніка HGM больш выкарыстоўваецца ў вогнеахоўных пакрыццях, якія не пашыраюцца.
Антыкаразійнае пакрыццё
ГМ мае высокую трываласць на сціск і добра супрацьстаіць карозіі. Ён таксама мае добрую хімічную стабільнасць. Такім чынам, яго можна выкарыстоўваць для стварэння антыкаразійных пакрыццяў. Ён павышае зносаўстойлівасць і ўдаратрываласць пакрыцця. Ён таксама памяншае сітаватасць. Гэта запавольвае трапленне солі і вільгаці. У выніку сталёвая канструкцыя служыць даўжэй. У антыкаразійных пакрыццях ГМ спрыяе раўнамернаму размеркаванню цынкавага парашка. Яго круглая форма падобная на шарыкавы падшыпнік. Гэта паляпшае цякучасць пакрыцця. Ён прадухіляе ссяданне напаўняльніка і павышае эфектыўнасць цынкавага парашка.
Даследчыкі выявілі, што замена цынкавага парашка на HGM можа скараціць выдаткі на пакрыццё. Ён па-ранейшаму адпавядае антыкаразійным стандартам, але ўстойлівасць да распылення солі будзе ніжэй. HGM і тиксотропные сродкі добра працуюць разам. Яны спыняюць цынкавы парашок ад зліпання або асядання. Гэта дапамагае захаваць стабільнасць антыкаразійнага пакрыцця падчас захоўвання. HGM мае станоўчую сферычную структуру. Гэта азначае, што ён убірае менш алею, чым іншыя напаўняльнікі. Такім чынам, гэта дапамагае знізіць глейкасць пакрыцця. У выніку паляпшаюцца характарыстыкі канструкцыі. HGM можа палепшыць цякучасць пакрыцця. Гэта дапамагае парашку цынку раўнамерна рассейвацца. Гэта таксама прадухіляе расколіны плёнкі фарбы і спрыяе самастойнаму аднаўленню гэтых расколін.
Радарапаглынальныя пакрыцця
Паглынальныя пакрыцця маюць важнае прымяненне ў ваеннай зброі. У традыцыйных паглынальных пакрыццях часта выкарыстоўваюцца такія напаўняльнікі, як ферыты і металічныя парашкі. Гэтыя матэрыялы шчыльныя, што абцяжарвае зніжэнне вагі ўзбраення і тэхнікі. HGM не ўбіраецца самастойна. Аднак калі нанесці на яго металы, такія як Ag, Ni, Co або Cu, ён стане добрым паглынальным матэрыялам. Полая структура HGM можа некалькі разоў адлюстроўваць электрамагнітныя хвалі. Метал на яго паверхні стварае страты на гістарэзіс і страты на ферамагнітны рэзананс. Гэтая камбінацыя эфектыўна забяспечвае электрамагнітнае экранаванне.
Сучасныя даследаванні паказваюць, што хімічнае металапластаванне HGM у асноўным накіравана на стварэнне паглынальнікаў. Яго рэдка можна ўбачыць у якасці напаўняльніка або клею для паглынальных пакрыццяў. Пакрыццё HGM металам або ферытам можа палепшыць яго выкарыстанне ў паглынальных пакрыццях. Гэты падыход накіраваны на стварэнне тонкіх, лёгкіх, шырокіх і трывалых матэрыялаў.
HGM зрабіў значны прарыў у галіне даследаванняў і распрацовак. Яны дасягнулі прагрэсу ў некалькіх галінах, у тым ліку цеплаізаляцыйных пакрыццяў, вогнеахоўных пакрыццяў, антыкаразійных пакрыццяў і пакрыццяў, якія паглынаюць радары. HGM мае цікавыя планы ў галіне пакрыццяў. Яны будуць сканцэнтраваны на паляпшэнні функцыянальнай якасці. Яны таксама накіраваны на зніжэнне сабекошту прадукцыі. Аптымізацыя метадаў мадыфікацыі - яшчэ адна ключавая мэта. Акрамя таго, яны хочуць палепшыць дысперсію і механічныя ўласцівасці. Нарэшце, HGM мае намер пашырацца на рынку пакрыццяў нізкай шчыльнасці.