Біз жасалған бұйымдарды көргендешыны талшық, біз көбінесе олардың сыртқы түрін және қолданылуын байқаймыз, бірақ сирек қарастырамыз: Бұл жіңішке қара немесе ақ жіптің ішкі құрылымы қандай? Дәл осы көрінбейтін микроқұрылымдар шыны талшыққа оның жоғары беріктігі, жоғары температураға төзімділігі және коррозияға төзімділігі сияқты бірегей қасиеттерін береді. Бүгін біз шыны талшықты құрылымның құпияларын ашу үшін оның «ішкі әлеміне» үңілеміз.
Микроскопиялық негіз: Атом деңгейіндегі «Бұзылған тәртіп».
Атомдық тұрғыдан алғанда, шыны талшықтың негізгі құрамдас бөлігі кремний диоксиді (әдетте салмағы бойынша 50%-70%) болып табылады, оның қасиеттерін реттеу үшін кальций оксиді, магний оксиді және алюминий оксиді сияқты басқа элементтер қосылады. Бұл атомдардың орналасуы шыны талшықтардың негізгі сипаттамаларын анықтайды.
Кристаллдық материалдардағы (мысалы, металдар немесе кварц кристалдары) атомдардың «ұзақ мерзімді тәртібінен» айырмашылығы, шыны талшықтағы атомдық орналасу.«Қысқа мерзімді тәртіп, ұзақ мерзімді бұзылу».Қарапайым тілмен айтқанда, жергілікті жерде (бірнеше атомдар ауқымында) әрбір кремний атомы төрт оттегі атомымен байланысып, пирамида тәрізді«кремний диоксиді тетраэдр»құрылымы. Бұл жергілікті тәртіпке тапсырыс берілген. Дегенмен, үлкенірек масштабта бұл кремнеземдік тетраэдрлер кристалдағы сияқты тұрақты қайталанатын тор түзбейді. Оның орнына, олар кездейсоқ біріктірілген және аморфты шыны құрылымын құрайтын, кездейсоқ жиналған құрылыс блоктарының үйіндісі сияқты ретсіз түрде жиналады.
Бұл аморфты құрылым арасындағы негізгі айырмашылықтардың бірішыны талшықжәне кәдімгі шыны. Кәдімгі әйнекті салқындату процесінде атомдарда ұсақ, жергілікті реттелген кристалдар түзуге жеткілікті уақыт бар, бұл жоғары морттылыққа әкеледі. Керісінше, шыны талшық балқытылған әйнекті тез созу және салқындату арқылы жасалады. Атомдардың реттелген түрде орналасуға уақыты жоқ және осы ретсіз, аморфты күйде «қатып қалады». Бұл кристалдық шекаралардағы ақауларды азайтады, бұл талшыққа шыны қасиеттерін сақтауға мүмкіндік береді, сонымен бірге жақсы беріктік пен созылу беріктігіне ие болады.
Монофиламент құрылымы: «Теріден» «өзекке» дейін біркелкі нысан
Біз көріп отырған шыны талшық шын мәнінде көптеген элементтерден тұрадымонофиламенттер, бірақ әрбір моножіп өз алдына толық құрылымдық бірлік болып табылады. Монофиламенттің диаметрі әдетте 5-20 микрометр (адам шашының диаметрінің шамамен 1/5-1/2) болады. Оның құрылымы біркелкі«қатты цилиндрлік пішін»айқын қабатсыз. Дегенмен, микроскопиялық композицияның таралуы тұрғысынан нәзік «тері-өзегі» айырмашылықтары бар.
Сызу процесінде балқытылған шыны спиннереттің кішкене саңылауларынан экструдталғандықтан, беті ауамен жанасқанда тез салқындап, өте жұқа қабат түзеді.«тері»қабат (қалыңдығы шамамен 0,1-0,5 микрометр). Бұл тері қабаты ішкі қабатқа қарағанда тезірек салқындайды«өзегі».Нәтижесінде тері қабатындағы кремний диоксидінің мөлшері өзекке қарағанда біршама жоғары, ал атомдық орналасу тығыздығы азырақ ақаулармен. Құрамы мен құрылымының бұл нәзік айырмашылығы моножіптің бетін қаттылық пен коррозияға төзімділігі жағынан өзекке қарағанда күштірек етеді. Ол сондай-ақ беткі жарықтар мүмкіндігін азайтады - материалдың бұзылуы көбінесе беткі ақаулардан басталады және бұл тығыз тері монофиламент үшін қорғаныс «қабығы» ретінде әрекет етеді.
Нәзік тері-ядро айырмашылығына қоса, жоғары сапалышыны талшықмонофиламент сонымен қатар оның көлденең қимасында жоғары дөңгелек симметрияға ие, диаметр қатесі әдетте 1 микрометрге дейін басқарылады. Бұл біркелкі геометриялық құрылым моножіптің кернеуі кезінде кернеудің бүкіл көлденең қимада біркелкі таралуын қамтамасыз етеді, жергілікті қалыңдықтың бұзылуынан туындаған кернеу концентрациясын болдырмайды және осылайша жалпы созылу беріктігін арттырады.
Ұжымдық құрылым: «Иірілген жіп» және «матаның» реттелген комбинациясы
Монофиламенттер күшті болғанымен, олардың диаметрі жалғыз пайдалану үшін өте жақсы. Сондықтан шыны талшық әдетте а түрінде болады«ұжымдық»,жиі ретінде«шыны талшықты жіп»және«шыны талшықты мата».Олардың құрылымы монофиламенттердің реттелген комбинациясының нәтижесі болып табылады.
Шыны талшықты иірілген жіп - ондаған-мыңдаған моножіптердің жиынтығы, олардың екеуі де құрастырылады«бұрау»немесе болу«бұралмаған».Бұрылмаған жіп – қарапайым құрылымды параллельді моножіптердің борпылдақ жинағы, ең алдымен шыны жүнді, ұсақталған талшықтарды және т.б. жасауға пайдаланылады. Бұрылған иірілген жіп, керісінше, мақта жіпіне ұқсас спираль құрылымын жасай отырып, моножіптерді біріктіру арқылы қалыптасады. Бұл құрылым моножіптер арасындағы байланыстыру күшін арттырады, иірілген жіптің кернеу кезінде шешілуіне жол бермейді, оны тоқу, орау және басқа өңдеу әдістеріне қолайлы етеді. The«санау»иірілген жіптің (монофиламенттердің санын көрсететін индекс, мысалы, 1200 текс жіп 1200 моножіптен тұрады) және«бұралу»(ұзындық бірлігіндегі бұралу саны) жіптің беріктігін, икемділігін және кейінгі өңдеу өнімділігін тікелей анықтайды.
Шыны талшықты мата - бұл шыны талшықты жіптен тоқу процесі арқылы жасалған парақ тәрізді құрылым. Үш негізгі тоқыма: жайпақ, талшық және атлас.Қарапайым тоқымамата тоқыма жіптерінің кезектесіп түйісуі арқылы қалыптасады, нәтижесінде өткізгіштігі төмен, бірақ біркелкі беріктігі бар тығыз құрылым пайда болады, бұл оны композиттік материалдар үшін негізгі материал ретінде қолайлы етеді. жылытоқыма тоқымамата, тоқыма жіптері 2:1 немесе 3:1 қатынасында тоғысады, бетінде қиғаш өрнек жасайды. Ол қарапайым тоқымаға қарағанда икемді және жиі иілуді немесе пішіндеуді қажет ететін өнімдер үшін қолданылады.Сатин тоқубетінде үздіксіз өзгермелі сызықтарды құрайтын иірілген жіптермен немесе өрілген жіптермен біріктіру нүктелері аз. Бұл тоқыма ұстағанда жұмсақ және тегіс беті бар, ол сәндік немесе үйкеліс аз компоненттерге жарамды.
Бұл иірілген жіп немесе мата болсын, ұжымдық құрылымның негізі өнімділікті арттыруға қол жеткізу болып табылады“1+1>2″монофиламенттердің реттелген комбинациясы арқылы. Монофиламенттер негізгі беріктікті қамтамасыз етеді, ал ұжымдық құрылым материалға жылу оқшаулаудан құрылымдық арматураға дейін әртүрлі қажеттіліктерді қанағаттандыру үшін әртүрлі пішіндерді, икемділік пен өңдеуге бейімділік береді.
Жіберу уақыты: 16 қыркүйек 2025 ж
