Кварцните влакна, со својата висока чистота, отпорност на високи температури, отпорност на аблација, ниска топлинска спроводливост, отпорност на термички шокови, пренос на бранови, одлични диелектрични својства и добра хемиска стабилност, играат незаменлива улога во областите на производство од висока класа како што се воздухопловството, електронските комуникации и оптиката. Сепак, процесот на подготовка, од природна кварцна руда со висока чистота до високо-перформанснипроизводи од кварцни влакна, е барачка потрага по целокупна занаетчиска изработка и е под влијание на различни фактори.
1. Суровини
Фокусот на суровините главно вклучува чистота, големина на честички и гасни инклузии. Во однос на чистотата, металните нечистотии се значаен фактор на влијание. Дури и јоните на алкалните метали, земноалкалните метали или преодните метали присутни во концентрации од само неколку делови на милион можат да имаат значително влијание врз производите од кварцни влакна: намалување на отпорноста на температурата, правејќи ги склони кон деформација и дефект на високи температури; предизвикување кристализација, забрзување на трансформацијата на кварцното стакло од аморфна состојба во кристобалитска кристална состојба на високи температури, што доведува до кршливост на влакната и нагло намалување на цврстината; и влијание врз диелектричните својства, бидејќи јоните на нечистотии го зголемуваат диелектричниот губиток, попречувајќи ја неговата примена во високофреквентната електроника.
Големината на честичките и гасните инклузии во суровините ја одредуваат содржината на меурчиња во произведените кварцни прачки. Кварцните стаклени прачки со висока содржина на меурчиња се склони кон триење за време на влечењето на топењето и доведуваат до зголемување на микродефектите на површината на кварцните влакна, што до одреден степен влијае на квалитетот и перформансите на готовите производи од кварцни влакна.
2. Цртеж со топење
Претворањето на цврст кварцен материјал во континуирани и униформни влакна е клучен чекор во одредувањето на неговата микроструктура и механички својства. Земајќи го како пример цртањето на кварцни прачки со употреба на оксиводороден пламен, чистотата, притисокот и брзината на проток на водород и кислород, контролата и прилагодувањето на температурата, начинот на процесот на цртање и опремата се директни детерминанти на квалитетот на производот од кварцни влакна.
Температурата на топење главно се контролира од брзината на проток и притисокот на гасовите за согорување. Ако температурата на топење е превисока, влакната се склони кон топење и кршење; ако температурата е прениска, напнатоста на формирањето се зголемува, што ја зголемува веројатноста за кинење и кршење. Понатаму, чистотата на животната средина е исто така многу важна, бидејќи целиот процес на влечење мора да се спроведе во ултра чиста средина. Сите честички прашина во воздухот што се залепуваат за површината на влакното ќе станат точки на концентрација на стрес, значително намалувајќи ја неговата механичка цврстина.
3. Микроструктура
Стабилноста накварцни влакнаВо долгорочни средини со висока температура директно зависи од нивната отпорност на кристализација. Како што споменавме претходно, кристализацијата е примарен механизам на дефект на кварцните влакна на високи температури. Стапката на кристализација има експоненцијална врска со температурата. Клучните фактори што влијаат на кристализацијата вклучуваат:
* Состојба на површината: Микропукнатините, контаминацијата и абењето на површината на влакната можат да станат почетна точка за кристализација. Затоа, површинската обработка и заштитниот слој се од клучно значење.
* Микродефекти: Кај кршливи материјали како што се кварцните влакна, нивната цврстина е исклучително чувствителна на дефекти како што се површински и внатрешни микропукнатини, меурчиња и инклузии. Процесите на пост-третман како што се полирање со пламен и киселинско маринирање можат ефикасно да ги залечат површинските микропукнатини и да ја подобрат цврстината.
4. Агент за одредување на големината
За време на процесот на влечење на кварцни влакна, површината на влакната треба да се премачка со специјално средство за површинска обработка. Ова ефикасно ја подмачкува површината на влакната, ефикасно ги интегрира монофиламентите на влакната во сноп и ја менува состојбата на површината на влакната. Ова не само што ги задоволува барањата за последователна обработка на прекурсорот на влакната, туку и го поттикнува поврзувањето помеѓу кварцните влакна и зајакнатиот полимер во композитните материјали.
Квалитетот напроизводи од кварцни влакнане се одредува со еден чекор, туку со прецизен инженерски процес кој го вклучува целиот синџир на чистота на суровината, процесот на влечење на топење, контрола на микроструктурата и технологијата за пост-обработка.
Време на објавување: 20 ноември 2025 година
