Proč prášek ze skleněných vláken zvyšuje tvrdost materiálu?

Prášek ze skleněných vlákenNení to jen plnivo; vyztužuje fyzikálním propojením na mikroúrovni. Po roztavení a extruzi při vysoké teplotě a následném mletí při nízké teplotě si bezalkalický (E-sklo) prášek ze skelných vláken stále zachovává vysoký poměr stran a je na povrchu inertní. Má ostré hrany, ale ty jsou nereaktivní a vytvářejí síť podpůrné struktury v pryskyřičných, cementových nebo maltových matricích. Distribuce velikosti částic od 150 mesh do 400 mesh nabízí kompromis mezi snadnou disperzí a kotevní silou, příliš hrubé částice povede k usazování a příliš jemné částice oslabí nosnost. Pro vysoce lesklé nátěry nebo přesné zalévání se lépe hodí ultrajemné třídy, jako je prášek ze skelných vláken o velikosti 1250.

Významné zvýšení tvrdosti substrátu a odolnosti proti opotřebení pomocí skleněného prášku pramení z jeho inherentních fyzikálně-chemických vlastností a mikromechanismů v materiálových systémech. Toto zesílení probíhá primárně dvěma cestami: „fyzikálním zesílením výplní“ a „optimalizací spojů rozhraní“ s následujícími specifickými principy:

Fyzikální plnicí efekt díky vysoké vnitřní tvrdosti

Skleněný prášek se skládá převážně z anorganických sloučenin, jako je oxid křemičitý a boritany. Po roztavení a ochlazení při vysoké teplotě tvoří amorfní částice s Mohsovou tvrdostí 6–7, což výrazně převyšuje tvrdost základních materiálů, jako jsou plasty, pryskyřice a konvenční povlaky (obvykle 2–4). Po rovnoměrném rozptýlení v matrici...skleněný prášekvkládá do materiálu nespočet „mikrotvrdých částic“:

Tyto tvrdé body přímo nesou vnější tlak a tření, čímž snižují namáhání a opotřebení samotného základního materiálu a fungují jako „kostra odolná proti opotřebení“;

Přítomnost tvrdých hrotů brání plastické deformaci povrchu materiálu. Když se o povrch otře vnější předmět, částice skleněného prášku brání tvorbě škrábanců, čímž se zvyšuje celková tvrdost a odolnost proti poškrábání.

Zhuštěná struktura snižuje opotřebení

Částice skleněného prášku se vyznačují jemnými rozměry (obvykle v mikrometrovém až nanometrovém měřítku) a vynikající dispergovatelností, přičemž rovnoměrně vyplňují mikroskopické póry v matrici a vytvářejí hustou kompozitní strukturu:

Během tavení nebo vytvrzování tvoří skleněný prášek s matricí spojitou fázi, čímž eliminuje mezifázové mezery a snižuje lokální opotřebení způsobené koncentrací napětí. Výsledkem je rovnoměrnější a odolnější povrch materiálu proti opotřebení.

Mezifázové lepení zvyšuje účinnost přenosu zatížení

Skleněný prášek vykazuje vynikající kompatibilitu s matricovými materiály, jako jsou pryskyřice a plasty. Některé povrchově modifikované skleněné prášky se mohou chemicky vázat na matrici a vytvářet tak robustní mezifázové spojení.

Chemická stabilita odolává korozi způsobené vlivy prostředí

Skleněný prášekVykazuje vynikající chemickou inertnost, odolává kyselinám, zásadám, oxidaci a stárnutí. Udržuje si stabilní výkon ve složitých prostředích (např. venkovní prostředí, chemické prostředí):

Zabraňuje poškození povrchové struktury chemickou korozí a zachovává tvrdost a odolnost proti opotřebení;

Zejména v nátěrech a inkoustech zpomaluje odolnost skleněného prášku vůči UV záření a stárnutí vlhkostí a teplem degradaci matrice a prodlužuje tak životnost materiálu.