Базальт булаларынын механикалык касиеттерине ар кандай модификациялоо ыкмаларынын таасирин салыштыруу
1. Силан бириктиргич агентин модификациялоонун механикалык касиеттерге тийгизген таасири
Силан бириктиргичтери (мисалы, KH-550 жана KH-570) базальт булаларынын бетинде реактивдүү каптоону пайда кылат Химиялык байланыш, бул булалар менен субстраттын ортосундагы беттик байланышты жакшыртат жана ошол эле учурда булалардын механикалык касиеттерине белгилүү бир таасир этет.
KH-550 өзгөртүлгөн:
Артыкчылыктары: буланын бетинде химиялык байланыш түзүп, була менен субстраттын ортосундагы адгезияны жакшыртат, буланын өзүнүн механикалык касиеттерине олуттуу зыян келтирбейт.
Таасири: Изилдөөлөр көрсөткөндөй, KH-550 модификациясынан кийин базальт булаларынын созулууга туруктуулугу жана ийкемдүүлүк модулу негизинен өзгөрүүсүз калат, бирок беттик байланыш касиеттеринин жакшырышынан улам, композиттик материалдын жалпы механикалык касиеттери бир кыйла жакшырган.
KH-570 модификациясы:
Артыкчылыктары: KH-570 базальт булаларынын бетин одуракай кылып, алардын матрицага механикалык жактан жабышышын күчөтөт.
Таасири: Беттин оройлугу булалардын созулууга туруктуулугун бир аз төмөндөтүшү мүмкүн болсо да, композиттин жалпы бекемдиги, бышыктыгы жана бышыктыгы беттик байланыш касиеттеринин жакшырышынан улам бир топ жакшырат.
2. Беттик активдүү заттарды модификациялоонун механикалык касиеттерге тийгизген таасири
Катиондук беттик активдүү заттар (мисалы, CTAC) буланын бетинде негизинен физикалык адсорбция аркылуу каптоону пайда кылат жана алардын негизги максаты - булалардын гидрофилдүүлүгүн жана дисперсиялуулугун жакшыртуу.
Артыкчылыгы:Беттик активдүү заттардын модификациясы буланын бетине дээрлик эч кандай химиялык эрозия таасирин тийгизбейт, ошондуктан ал буланын механикалык касиеттерине азыраак таасир этет.
Таасири: CTAC модификациясынан кийин буланын созулууга туруктуулугу жана серпилгичтик модулу негизинен өзгөрбөйт. Модификация негизинен булалардын дисперсиялуулугун жана гидрофилдүүлүгүн жакшыртат, ошондуктан матрицалык материал булаларды бирдей ороп, ошону менен композиттердин механикалык касиеттерин кыйыр түрдө жакшыртат.
3. Нано кремний диоксидинин каптоо модификациясынын механикалык касиеттерге тийгизген таасири
Нано-кремний кычкылы менен каптоо базальт булаларынын бетинде бирдей нанобөлүкчөлөр катмарын түзүү менен булалар менен матрицанын ортосундагы беттин оройлугун жана интерфейстик байланыш жөндөмүн жакшыртат.
Артыкчылыгы: Нано-кремний бөлүкчөлөрү буланын бетинде "көпүрө" катары кызмат кылып, була менен матрицанын ортосундагы байланышты күчөтөт.
Таасири:Кремний диоксидинин нанобөлүкчөлөрүнүн капталышы буланын бетине бир аз физикалык зыян келтириши мүмкүн, бирок анын булалардын созулууга болгон бекемдигине тийгизген таасири аз (адатта 5% дан аз). Модификациядан кийин, композиттик материалдын жалпы механикалык касиеттерин (мисалы, созулууга болгон бекемдик, ийилүүгө болгон бекемдик) 15%-30% га чейин бир топ жакшыртса болот.
4. Органикалык темирдин суюк фазасынын чөкмөсүн модификациялоонун механикалык касиеттерге тийгизген таасири
Органикалык темир суюк фазасындагы чөктүрүү ыкмасы негизинен базальт булаларынын биоадгезия жөндөмүн жогорулатуу үчүн колдонулат жана анын механикалык касиеттерин жакшыртуу кыйыр түрдө жүргүзүлөт.
Артыкчылыгы: каптоонун пайда болушу буланын механикалык касиеттерине анча чоң эмес таасир этет жана негизинен буланын функционалдуулугун жогорулатат.
Таасири:каптоо катмары буланын катуулугун бир аз жогорулатышы мүмкүн, бирок созулууга же ийилүүгө болгон бекемдигине тийгизген таасири анчалык деле чоң эмес. Модификацияланган композиттердин механикалык касиеттери чектелүү жана алар айлана-чөйрөнү коргоо тармагында көбүрөөк колдонулат.
5. Башка физикалык же химиялык модификациялардын механикалык касиеттерге тийгизген таасири
Физикалык ыкмалар (мисалы, жылуулук менен иштетүү):
Жылуулук менен иштетүү буланын үстүнкү түзүлүшүн өзгөртүшү мүмкүн, бирок буланын өзүнө жылуулук зыян келтирип, созулууга туруктуулугунун төмөндөшүнө алып келиши мүмкүн. Тийиштүү жылуулук менен иштетүү буланын бетиндеги аралашма катмарын алып салууга жардам берет, ошону менен була менен матрицанын ортосундагы беттик байланыш касиеттерин кыйыр түрдө жакшыртат.
Химиялык оюу модификациясы:
Химиялык оюу (мисалы, кислота менен иштетүү) буланын бетин оройтот жана беттин механикалык кошулушун күчөтөт. Бирок, оюу буланын өзүн алсыратып, созулуучу касиеттерин жоготушу мүмкүн, муну таразалоо керек.
Комплекстүү салыштыруу таблицасы
| Модификациялоо ыкмалары | Механикалык касиеттерге түздөн-түз таасир этет | Композиттердин жалпы механикалык касиеттерин жакшыртуу | Иш-аракеттин негизги механизми |
| Силан бириктиргич агент (KH-550) | Көп жагынан таасир эткен жок | Олуттуу түрдө көтөрүңүз | Фаза аралык байланышты күчөтүү үчүн химиялык байланыш |
| Силан бириктиргич агенти (KH-570) | Беттин оройлугу булалардын бир аз алсырашына алып келет | Олуттуу түрдө көтөрүңүз | Жакшыртылган механикалык киргизүү |
| CTAC беттик активдүү зат | Көп жагынан таасир эткен жок | Кыйыр жарнама | Жакшыртылган дисперсия жана гидрофилдүүлүк |
| Нано кремний диоксиди менен каптоо | буланын бекемдигинин бир аз начарлашы (5% дан көп эмес) | Олуттуу түрдө жогорулатуу (15%-30%) | Кесилгендикти жогорулатат жана интерфейстин шайкештигин жакшыртат |
| Органикалык темирдин чөкмөсүн модификациялоо | Көп жагынан таасир эткен жок | Чектелген жарнама | Өркүндөтүлгөн био-тиркеме |
| ысык иштетүү (мисалы, металлды) | Термикалык зыян келтирип, буланын бекемдигинин жоголушуна алып келиши мүмкүн | Кыйыр жарнама | Беттик аралашма катмарын алып салуу жана беттик байланыш касиеттерин жакшыртуу |
| Химиялык оюу модификациясы | Катуулануу беттер аралык байланышты күчөтөт, бирок булаларды алсыратышы мүмкүн | Чектелген жарнама | Механикалык киргизүүнү жакшыртуу үчүн бетти тегиздөө |
Жыйынтык
- Силан бириктиргич агент жана нано-кремний кычкылы менен каптоо учурда базальт булаларынын механикалык касиеттерине эң аз таасир этүүчү, ошол эле учурда композиттердин жалпы механикалык касиеттерин эң олуттуу түрдө жакшырткан модификациялоо ыкмалары болуп саналат.
- Беттик активдүү заттарды модификациялоо булалардын механикалык касиеттерине дээрлик эч кандай түздөн-түз таасир этпейт жана ал булалардын дисперсиясын же гидрофилдүүлүгүн жакшыртууну талап кылган сценарийлерге ылайыктуу.
- Химиялык оюу жана жылуулук менен иштетүүнү этияттык менен колдонуу керек, анткени алар беттик байланыш касиеттерин жакшырта алганы менен, булалардын механикалык касиеттеринин төмөндөшүнө алып келиши мүмкүн.
- Модификациялоо ыкмасын тандоо, эффектти жакшыртуу үчүн буланын өзүнүн жана композиттик материалдын жалпы иштешин таразалоо максатында колдонмо талаптарына негизделиши керек.
