Mengapa bubuk serat kaca meningkatkan kekerasan material?

Bubuk Serat KacaSerat kaca bukan hanya sekadar pengisi; ia memperkuat melalui pengikatan fisik pada tingkat mikro. Setelah peleburan dan ekstrusi pada suhu tinggi dan penggilingan selanjutnya pada suhu rendah, bubuk serat kaca bebas alkali (E-glass) tetap mempertahankan rasio aspek yang tinggi dan inert di permukaan. Ia memiliki tepi yang keras, tetapi tidak reaktif dan menghasilkan jaringan pendukung dalam matriks resin, semen, atau mortar. Distribusi ukuran partikel 150 mesh hingga 400 mesh menawarkan kompromi antara dispersi yang mudah dan gaya penahan, terlalu kasar akan menyebabkan pengendapan dan terlalu halus akan melemahkan daya dukung beban. Aplikasi yang lebih cocok untuk pelapis mengkilap tinggi atau pengecoran presisi adalah grade ultra-halus, seperti bubuk serat kaca 1250.

Peningkatan signifikan kekerasan substrat dan ketahanan aus oleh bubuk kaca berasal dari sifat fisikokimia dan mekanisme mikro yang melekat di dalam sistem material. Penguatan ini terjadi terutama melalui dua jalur: "penguatan pengisian fisik" dan "optimasi ikatan antarmuka," dengan prinsip-prinsip spesifik sebagai berikut:

Efek Pengisian Fisik melalui Kekerasan Tinggi Intrinsik

Bubuk kaca terutama terdiri dari senyawa anorganik seperti silika dan borat. Setelah dilebur dan didinginkan pada suhu tinggi, bubuk kaca membentuk partikel amorf dengan kekerasan Mohs 6-7, jauh melebihi kekerasan bahan dasar seperti plastik, resin, dan pelapis konvensional (biasanya 2-4). Ketika tersebar secara merata di dalam matriks,bubuk kacamenyematkan partikel-partikel mikro-keras yang tak terhitung jumlahnya di seluruh material:

Titik-titik keras ini secara langsung menahan tekanan dan gesekan eksternal, mengurangi tekanan dan keausan pada material dasar itu sendiri, bertindak sebagai "kerangka tahan aus";

Keberadaan titik-titik keras menghambat deformasi plastis pada permukaan material. Ketika suatu benda eksternal menggores permukaan, partikel bubuk kaca menahan pembentukan goresan, sehingga meningkatkan kekerasan dan ketahanan terhadap goresan secara keseluruhan.

Struktur yang Dipadatkan Mengurangi Jalur Keausan

Partikel bubuk kaca memiliki dimensi yang halus (biasanya skala mikrometer hingga nanometer) dan kemampuan dispersi yang sangat baik, mengisi pori-pori mikroskopis dalam material matriks secara seragam untuk membentuk struktur komposit yang padat:

Selama proses peleburan atau pengerasan, bubuk kaca membentuk fase kontinu dengan matriks, menghilangkan celah antarmuka dan mengurangi keausan lokal yang disebabkan oleh konsentrasi tegangan. Hal ini menghasilkan permukaan material yang lebih seragam dan tahan aus.

Ikatan antarmuka meningkatkan efisiensi transfer beban.

Serbuk kaca menunjukkan kompatibilitas yang sangat baik dengan material matriks seperti resin dan plastik. Beberapa serbuk kaca yang dimodifikasi permukaannya dapat berikatan secara kimia dengan matriks, membentuk koneksi antarmuka yang kuat.

Stabilitas kimia menahan korosi lingkungan.

Bubuk kacaMenunjukkan ketahanan kimia yang luar biasa, tahan terhadap asam, basa, oksidasi, dan penuaan. Ia mempertahankan kinerja yang stabil di lingkungan yang kompleks (misalnya, di luar ruangan, lingkungan kimia):

Mencegah kerusakan struktur permukaan akibat korosi kimia, menjaga kekerasan dan ketahanan aus;

Khususnya dalam pelapis dan tinta, ketahanan bubuk kaca terhadap sinar UV dan penuaan akibat kelembapan dan panas menunda degradasi matriks, sehingga memperpanjang masa pakai material.