Зашто прах од стаклених влакана повећава тврдоћу материјала?

Прах од стаклених влакананије само пунило; оно ојачава кроз физичко преплитање на микро нивоу. Након топљења и екструзије на високој температури и накнадног млевења на ниској температури, прах од стаклених влакана без алкалија (Е-стакло) и даље одржава висок однос ширине и висине и инертан је на површини. Има оштре ивице, али су нереактивне и стварају мрежу потпоре у матрицама смоле, цемента или малтера. Расподела величине честица од 150 до 400 меша нуди компромис између лаког дисперговања и силе сидрења, превише грубе честице ће довести до таложења, а превише фине ће ослабити носивост. Примене које су боље прилагођене за високосјајне премазе или прецизно заливање су ултрафини типови, као што је прах од стаклених влакана 1250.

Значајно побољшање тврдоће подлоге и отпорности на хабање стакленим прахом произилази из његових инхерентних физичко-хемијских својстава и микромеханизама унутар материјалних система. Ово ојачавање се првенствено одвија кроз два пута: „физичко ојачавање пуњењем“ и „оптимизација међуповршинских веза“, са следећим специфичним принципима:

Ефекат физичког пуњења путем високе интринзично тврдоће

Стаклени прах се првенствено састоји од неорганских једињења попут силицијум диоксида и бората. Након топљења и хлађења на високој температури, формира аморфне честице са Мосовом тврдоћом од 6-7, што далеко превазилази тврдоћу основних материјала као што су пластика, смоле и конвенционални премази (обично 2-4). Када се равномерно диспергира унутар матрице,стаклени прахуграђује безброј „микро-тврдих честица“ у материјал:

Ове тврде тачке директно подносе спољашњи притисак и трење, смањујући напрезање и хабање самог основног материјала, делујући као „скелет отпоран на хабање“;

Присуство тврдих врхова инхибира пластичну деформацију на површини материјала. Када спољни предмет струже по површини, честице стакленог праха отпорне су на стварање огреботина, чиме се повећава укупна тврдоћа и отпорност на гребање.

Згуснута структура смањује путање хабања

Честице стакленог праха имају фине димензије (обично микрометарске до нанометарске скале) и одличну дисперзибилност, равномерно испуњавајући микроскопске поре у матричном материјалу и формирајући густу композитну структуру:

Током топљења или очвршћавања, стаклени прах формира континуирану фазу са матрицом, елиминишући међуповршинске празнине и смањујући локализовано хабање узроковано концентрацијом напона. Ово резултира уједначенијом и отпорнијом површином материјала на хабање.

Међуповршинско везивање побољшава ефикасност преноса оптерећења

Стаклени прах показује одличну компатибилност са матричним материјалима као што су смоле и пластика. Неки површински модификовани стаклени прахови могу се хемијски везати са матрицом, формирајући чврсте међуповршинске везе.

Хемијска стабилност отпорна је на корозију у околини

Стаклени прахПоказује изузетну хемијску инертност, отпоран на киселине, алкалије, оксидацију и старење. Одржава стабилне перформансе у сложеним окружењима (нпр. на отвореном, у хемијским условима):

Спречава оштећења површинске структуре од хемијске корозије, очувајући тврдоћу и отпорност на хабање;

Посебно код премаза и мастила, отпорност стакленог праха на УВ зрачење и отпорност на старење услед влажности и топлоте успоравају деградацију матрице, продужавајући век трајања материјала.