Kas ir kvarca stikla šķiedra?
Kvarca stikla šķiedrair neorganisks šķiedru materiāls, kura galvenā sastāvdaļa ir silīcija dioksīds (SiO₂) ar tīrību ≥99,9%. To ražo, izmantojot kausēta silīcija dioksīda stieņu stiepšanas procesu. Šis šķiedru materiāls apvieno daudzas izcilas cietā kvarca īpašības un īpašības, padarot to par izcilu augstas temperatūras izturīgu materiālu. To var arī kombinēt ar keramiku, alumīnija oksīdu, nitrīdiem un citiem materiāliem dažādās formās, lai izveidotu kompozītmateriālus ar īpašām īpašībām. Kvarca šķiedras dzija tiek izgatavota, savītot un sapļaujot neapstrādātus pavedienus.
Kāpēc kvarca šķiedra ir tik spēcīga, un kādas ir tās labākās īpašības?
1. Kvarca stikla šķiedrai ir lieliska izturība pret augstām temperatūrām. Tās ilgtermiņa darba temperatūra ir 1050–1200 ℃, un tās momentānā temperatūras izturība sasniedz 1700 ℃. Tā saglabā augstu izturību augstas temperatūras apstākļos, ir izturīga pret termisko triecienu un ablāciju, un to var izmantot kosmosa siltumizolācijā, raķešu dzinēju sprauslās un augstas temperatūras izolācijas materiālos.
2. Tam piemīt izcilas dielektriskās īpašības un laba viļņu pārraide. Tā dielektriskā konstante ir tikai 3,7, un tā dielektrisko zudumu koeficients ir <0,001>. Tam ir zemi augstfrekvences signāla pārraides zudumi un augstviļņu pārraide (līdz pat 99,3%), kas ir viena no galvenajām veiktspējas īpašībām, kas padara to piemērotu radaru kupoliem, antenu radariem, 5G sakaru substrātiem un raķešu aizsardzības ierīcēm.
3. Kvarca šķiedrai ir augsta mehāniskā izturība. Tās stiepes izturība var sasniegt >1500MPa, blīvums 2,29g/cm³, viegla, bet augstas izturības struktūra, kas samazina iekārtu svaru, vienlaikus saglabājot izturību. Turklāt to var kombinēt ar citiem materiāliem, lai izveidotu augstas veiktspējas kompozītmateriālu stiegrojumu, padarot to par svarīgu materiālu satelītu konstrukcijas komponentiem.
4. Jāatzīmē tā lieliskā ķīmiskā stabilitāte. Ar SiO₂ saturu ≥99,9% tam piemīt spēcīga ķīmiskā inertitāte un izturība pret koroziju, pielāgojoties skarbai ķīmiskai videi. Tas padara to par ideālu izvēli pusvadītāju apstrādes iekārtām, augstas temperatūras filtrācijas materiāliem un ķīmiskajiem nesējiem.
No kvarca stikla šķiedras izgatavoti izstrādājumi tiek izmantoti daudzās jomās.
1. Kvarca vate un kvarca vates filcs ir labi pazīstami tiem, kas veic eksperimentus augstā temperatūrā. Tās ir pūkainas, īsas šķiedras, kas izgatavotas no pūstām vai stieptām kvarca šķiedrām, kuras var izmantot tieši vai izgatavot filca veidā. 1. Kvarca vatei raksturīga viegla, poraina tekstūra un zema siltumvadītspēja, kas padara to par lielisku augstas temperatūras izolācijas materiālu. To parasti izmanto kosmosa kuģu izolācijas slāņos vai rūpnieciskās augstas temperatūras iekārtās. Baltās, pūkainās, kokvilnai līdzīgās izolācijas sastāvdaļas un segai līdzīgās izolācijas sastāvdaļas uz platformām laboratorijas cauruļu krāsnīs un atkvēlināšanas krāsnīs ir kvarca vate un kvarca vates filcs.
2. Nepārtraukta griešanakvarca šķiedrasiepriekš noteiktos garumos iegūst sasmalcinātas kvarca šķiedras. Tās var sajaukt ar augstas temperatūras izturīgiem sveķiem kā stiegrotājus un viļņu pārraides vielas, un kopā veidot, lai izveidotu ablācijas vai siltumizolācijas materiālus tādu komponentu ražošanai kā raķešu antenas.
3. Kvarca šķiedras dzija ir nepārtraukts pavediens un kalpo par pamatmateriālu turpmākai aušanai. Kā viena no karstumizturīgākajām un dielektriski efektīvākajām elastīgajām neorganiskajām šķiedrām, to bieži izmanto kā pastiprinošu fāzi dažādu audumu aušanai vai tieši kompozītmateriālu tīšanai un formēšanai. Turklāt uzlabotā trīsdimensiju aušanas tehnoloģija ļauj šķiedras savīt telpā. Šai struktūrai ir spēcīga kopējā integritāte, padarot to par ideālu sagatavi sarežģītas formas, lielas slodzes nesošu komponentu, piemēram, raķešu dzinēju sprauslu, ražošanai.
4. Kvarca šķiedras audumstiek austs no dzijas, izmantojot vienkāršu pinumu, sarža pinumu, satīna pinumu un citus procesus. Kā stiegrojošs materiāls tas tiek savienots ar matricām, piemēram, poliimīdu un epoksīdsveķiem, lai ražotu augstas temperatūras konstrukcijas komponentus lidmašīnām, raķetēm un bezpilota lidaparātiem, kā arī siltumizolācijas vai ablācijas izturīgus materiālus satelītantenām un augstfrekvences iespiedshēmu platēm.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 12. decembris
