Kur shohim produkte të bëra ngafibra qelqi, shpesh vërejmë vetëm pamjen dhe përdorimin e tyre, por rrallë marrim në konsideratë: Cila është struktura e brendshme e këtij filamenti të hollë të zi ose të bardhë? Janë pikërisht këto mikrostruktura të padukshme që i japin fibrave të qelqit vetitë e tij unike, të tilla si fortësia e lartë, rezistenca ndaj temperaturave të larta dhe rezistenca ndaj korrozionit. Sot, do të futemi në "botën e brendshme" të fibrave të qelqit për të zbuluar sekretet e strukturës së tij.
Themeli Mikroskopik: “Rend i Çrregullt” në Nivelin Atomik
Nga një perspektivë atomike, përbërësi kryesor i fiberglasit është dioksidi i silicit (zakonisht 50%-70% sipas peshës), me elementë të tjerë si oksidi i kalciumit, oksidi i magnezit dhe oksidi i aluminit të shtuar për të rregulluar vetitë e tij. Rregullimi i këtyre atomeve përcakton karakteristikat themelore të fiberglasit.
Ndryshe nga "renditja me rreze të gjatë" e atomeve në materialet kristalore (siç janë metalet ose kristalet e kuarcit), rregullimi atomik në fibra qelqi shfaq“rend me rreze të shkurtër, çrregullim me rreze të gjatë.”Thënë thjesht, në një zonë lokale (brenda diapazonit prej disa atomesh), çdo atom silici lidhet me katër atome oksigjeni, duke formuar një piramidë të ngjashme me"Tetraedri i silicës"strukturë. Ky rregullim lokal është i rregullt. Megjithatë, në një shkallë më të madhe, këto tetraedra silici nuk formojnë një rrjetë të rregullt përsëritëse si në një kristal. Në vend të kësaj, ato janë të lidhura rastësisht dhe të grumbulluara në një mënyrë të çrregullt, shumë si një grumbull blloqesh ndërtimi të mbledhura rastësisht, duke formuar një strukturë qelqi amorfe.
Kjo strukturë amorfe është një nga ndryshimet kryesore midisfibra qelqidhe qelqi i zakonshëm. Gjatë procesit të ftohjes së qelqit të zakonshëm, atomet kanë kohë të mjaftueshme për të formuar kristale të vogla, të renditura lokalisht, gjë që çon në brishtësi më të lartë. Në të kundërt, fibra qelqi prodhohet duke shtrirë dhe ftohur me shpejtësi qelqin e shkrirë. Atomet nuk kanë kohë të rregullohen në një mënyrë të rregullt dhe janë "të ngrira" në këtë gjendje të çrregullt dhe amorfe. Kjo zvogëlon defektet në kufijtë e kristaleve, duke i lejuar fibrës të ruajë vetitë e qelqit ndërsa fiton fortësi dhe rezistencë më të mirë në tërheqje.
Struktura e monofilamentit: Një entitet uniform nga "lëkura" në "bërthamë"
Fiberglassi që shohim në fakt përbëhet nga shumëmonofilamentet, por çdo monofilament është një njësi e plotë strukturore në vetvete. Një monofilament zakonisht ka një diametër prej 5-20 mikrometrash (rreth 1/5 deri në 1/2 të diametrit të një floku njerëzor). Struktura e tij është uniforme"Formë cilindrike e ngurtë"pa shtresa të dukshme. Megjithatë, nga perspektiva e shpërndarjes mikroskopike të përbërjes, ka dallime delikate "lëkurë-bërthamë".
Gjatë procesit të tërheqjes, ndërsa qelqi i shkrirë nxirret nga vrimat e vogla të rrotulluesit, sipërfaqja ftohet me shpejtësi në kontakt me ajrin, duke formuar një shtresë shumë të hollë.“lëkurë”shtresë (rreth 0.1-0.5 mikrometra e trashë). Kjo shtresë e lëkurës ftohet shumë më shpejt se shtresa e brendshme"bërthamë".Si rezultat, përmbajtja e dioksidit të silicit në shtresën e lëkurës është pak më e lartë se në bërthamë, dhe rregullimi atomik është më i dendur me më pak defekte. Ky ndryshim delikat në përbërje dhe strukturë e bën sipërfaqen e monofilamentit më të fortë në fortësi dhe rezistencë ndaj korrozionit sesa bërthama. Gjithashtu zvogëlon mundësinë e çarjeve sipërfaqësore - dështimi i materialit shpesh fillon me defekte sipërfaqësore, dhe kjo lëkurë e dendur vepron si një "guaskë" mbrojtëse për monofilamentin.
Përveç ndryshimit delikat në lëkurë-bërthamë, një cilësi e lartëfibra qelqiMonofilamentet kanë gjithashtu një simetri shumë rrethore në prerjen e tyre tërthore, me një gabim diametri që zakonisht kontrollohet brenda 1 mikrometri. Kjo strukturë gjeometrike uniforme siguron që kur monofilamentet i nënshtrohen stresit, stresi shpërndahet në mënyrë të barabartë në të gjithë prerjen tërthore, duke parandaluar përqendrimin e stresit të shkaktuar nga parregullsitë lokale të trashësisë dhe duke përmirësuar kështu rezistencën e përgjithshme në tërheqje.
Struktura Kolektive: Kombinimi i Renditur i "Fijes" dhe "Pëlhurës"
Ndërsa monofilamentet janë të forta, diametri i tyre është shumë i imët për t'u përdorur vetëm. Prandaj, fibra qelqi zakonisht ekziston në formën e një"kolektiv",më së shpeshti si"fije me fije qelqi"dhe"pëlhurë prej fibre qelqi."Struktura e tyre është rezultat i kombinimit të rregullt të monofilamenteve.
Fijet e fibrave të qelqit janë një koleksion prej dhjetëra deri në mijëra monofilamentesh, të mbledhura nga ose“përdredhje”ose duke qenë"i pandryshuar".Fija e padredhur është një koleksion i lirshëm monofilamentesh paralele, me një strukturë të thjeshtë, që përdoret kryesisht për të bërë lesh xhami, fibra të prera etj. Fija e dredhur, nga ana tjetër, formohet duke i dredhur monofilamentet së bashku, duke krijuar një strukturë spirale të ngjashme me fijen e pambukut. Kjo strukturë rrit forcën lidhëse midis monofilamenteve, duke parandaluar që fija të shpërbëhet nën stres, duke e bërë atë të përshtatshme për endje, dredhje dhe teknika të tjera përpunimi."numërim"e fillit (një indeks që tregon numrin e monofilamenteve, për shembull, një fill 1200 tex është i përbërë nga 1200 monofilamente) dhe"përdredhje"(numri i përdredhjeve për njësi gjatësie) përcaktojnë drejtpërdrejt forcën, fleksibilitetin dhe performancën e përpunimit të mëvonshëm të fillit.
Pëlhura prej fibre qelqi është një strukturë në formë flete e bërë nga fije fibre qelqi nëpërmjet një procesi endjeje. Tre endjet themelore janë të thjeshta, të holla në nuancë dhe të satenit.Endje e thjeshtëPëlhura formohet duke ndërthurur alternativisht fijet e bazës dhe të indeve, duke rezultuar në një strukturë të ngushtë me përshkueshmëri të ulët, por forcë uniforme, duke e bërë atë të përshtatshme si material bazë për materialet kompozite.endje me fije të gjatëFijet e pëlhurës, të bazës dhe të indës ndërthuren në një raport prej 2:1 ose 3:1, duke krijuar një model diagonal në sipërfaqe. Është më fleksibël se endja e thjeshtë dhe përdoret shpesh për produkte që kërkojnë përkulje ose formësim.Endje satenika më pak pika ndërthurjeje, me fije të mbështjella ose të indeve që formojnë vija të vazhdueshme lundruese në sipërfaqe. Kjo endje është e butë në prekje dhe ka një sipërfaqe të lëmuar, duke e bërë të përshtatshme për komponentë dekorativë ose me fërkim të ulët.
Qoftë fije apo pëlhurë, thelbi i strukturës kolektive është arritja e një përmirësimi të performancës së“1+1>2″përmes kombinimit të rregullt të monofilamenteve. Monofilamentet sigurojnë forcën bazë, ndërsa struktura kolektive i jep materialit forma të ndryshme, fleksibilitet dhe përshtatshmëri përpunimi për të përmbushur nevoja të ndryshme, nga izolimi termik deri te përforcimi strukturor.
Koha e postimit: 16 shtator 2025
