क्वार्ट्ज फाइबर: उच्च तापमान प्रतिरोधी, अग्निरोधी, और थर्मल इन्सुलेशन

1. सार

क्वार्ट्ज फाइबर एक प्रकार का उच्च प्रदर्शन वाला विशेष ग्लास फाइबर है जो अपनी उच्च शुद्धता, उच्च ताप प्रतिरोध, कम परावैद्युत स्थिरांक और हानि के लिए जाना जाता है। इसका उपयोग आमतौर पर एयरोस्पेस जैसे उच्च तकनीक वाले क्षेत्रों में किया जाता है। बुद्धिमान प्रौद्योगिकी द्वारा उत्पन्न।

2. क्वार्ट्ज फाइबर प्रदर्शन विशेषताएँ

क्वार्ट्ज फाइबर में सिलिका की मात्रा अधिक होती है, जो ठोस क्वार्ट्ज की कुछ विशेषताओं और प्रदर्शन को बनाए रखता है। यह उच्च ताप प्रतिरोध, उच्च तापमान और आवृत्तियों पर विद्युत इन्सुलेशन, उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता प्रदर्शित करता है, 1050 डिग्री सेल्सियस से नीचे लंबे समय तक इस्तेमाल किया जा सकता है, और 1700 डिग्री सेल्सियस तक के तात्कालिक उच्च तापमान का सामना कर सकता है। इसकी तन्य शक्ति साधारण रेशों की तुलना में तीन गुना है। इसके अतिरिक्त, इसमें बेहतर ढांकता हुआ गुण होते हैं, यह सबसे कम ढांकता हुआ स्थिरांक और ढांकता हुआ हानि गुणांक वाला खनिज फाइबर है, जिसमें 1 मेगाहर्ट्ज का ढांकता हुआ स्थिरांक 3.70 और ढांकता हुआ हानि गुणांक 0.001 से कम है। उच्च आवृत्ति और 700 डिग्री सेल्सियस से नीचे के क्षेत्रों में, क्वार्ट्ज फाइबर सबसे कम और सबसे स्थिर ढांकता हुआ स्थिरांक और हानि बनाए रखता है, जबकि इसकी 70% से अधिक ताकत बरकरार रहती है। इसका उपयोग आमतौर पर विमान और अंतरिक्ष यान के महत्वपूर्ण भागों के लिए संरचनात्मक सुदृढीकरण, थर्मल इन्सुलेशन और तरंग-पारदर्शी सामग्री के रूप में किया जाता है।

3. तैयारी प्रक्रिया

एल क्वार्ट्ज फाइबर की विनिर्माण विधियों में मुख्य रूप से प्रत्यक्ष पिघल ड्राइंग, रॉड ड्राइंग और सोल-जेल विधियां शामिल हैं, जिनमें से रॉड ड्राइंग प्राथमिक औद्योगिक तैयारी विधि है।

एल रॉड ड्राइंग प्रक्रिया में कच्चे क्रिस्टल या शुद्ध सिलिका पाउडर को वैक्यूम प्रेशराइज्ड रेजिस्टेंस फर्नेस में डालना, उसे पिघलाना, फिर उसे बारीक छड़ों (लगभग 2 मिमी व्यास) में खींचना शामिल है। ड्राइंग के दौरान, सबसे पहले क्वार्ट्ज फाइबर पर एक गीला करने वाला एजेंट लगाया जाता है, उसके बाद लगभग 8μm व्यास वाले मोनोफिलामेंट प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रिक हीटिंग या ऑक्सीहाइड्रोजन फ्लेम वातावरण में ड्राइंग की जाती है। अंत में, फाइबर स्ट्रैंड को फाइबर यार्न या फैब्रिक बनाने के लिए एक साथ घुमाया जाता है।

एल विशिष्ट ड्राइंग प्रक्रिया को संक्षेप में इस प्रकार वर्णित किया जा सकता है: क्वार्ट्ज रॉड के निचले सिरे से उच्च तापमान वाला तरल क्वार्ट्ज टपकता है, और ड्राइंग मशीन फाइबर को फैलाने और ठोस बनाने के लिए एक निरंतर घूर्णन गति बनाए रखती है, जिससे निरंतर फाइबर बनते हैं। क्वार्ट्ज रॉड के निचले भाग में "फाइबर जड़" नामक एक नया अर्धचंद्राकार महीन रेशा बनता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एकल फाइबर का तापमान इसे बाहर निकालने के बाद काफी कम हो जाता है, जो उत्पाद के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है।

4. क्वार्ट्ज फाइबर उत्पाद और अनुप्रयोग क्षेत्र

एल क्वार्ट्ज फाइबर को विभिन्न उत्पादों जैसे क्वार्ट्ज फाइबर यार्न, कपास, महसूस, कपड़ा, आस्तीन, शॉर्ट कट फाइबर आदि में संसाधित किया जा सकता है। क्वार्ट्ज फाइबर यार्न एक आम उत्पाद है जो व्यापक रूप से विमान राडोम एंटेना के निर्माण में उपयोग किया जाता है।

एल शॉर्ट कट फाइबर पूर्व-कट निश्चित लंबाई वाले क्वार्ट्ज ग्लास फाइबर से बनाए जाते हैं।

एल क्वार्ट्ज फाइबर यार्न उच्च शुद्धता वाले सिलिका और प्राकृतिक क्वार्ट्ज क्रिस्टल से 99.95% से अधिक SiO2 सामग्री के साथ निरंतर लंबे फाइबर में बनाया जाता है, जो 1050 ℃ तक के उच्च तापमान पर दीर्घकालिक उपयोग में सक्षम है, और इसमें बेहद कम और स्थिर ढांकता हुआ स्थिरांक और हानि होती है, जो इसे उच्च तापमान प्रतिरोध के साथ एक उत्कृष्ट लचीला अकार्बनिक फाइबर सामग्री बनाती है।

एल क्वार्ट्ज फाइबर कपड़ा क्वार्ट्ज फाइबर यार्न से विभिन्न बुनाई विधियों जैसे सादे, साटन टवील और लीनो के माध्यम से विभिन्न मोटाई और बुनाई के कपड़े में बुना जाता है, जिसमें उच्च तापमान प्रतिरोध, उच्च शक्ति, कम ढांकता हुआ, कम तापीय चालकता, जलन प्रतिरोध आदि विशेषताएं होती हैं।

एल क्वार्ट्ज फाइबर कपास में बाइंडरों के बिना शुद्ध क्वार्ट्ज फाइबर होते हैं, आकार और व्यवस्था में अनियमितता इसे एक घुंघराले रूप देती है जो भराव के संपीड़न को रोकती है और इन्सुलेशन में सुधार करती है; यह उच्च सिलिका फाइबर कपास, सिरेमिक फाइबर कपास, बेसाल्ट फाइबर कपास के लिए एक अच्छा विकल्प है।

5. क्वार्ट्ज फाइबर की ताकत को प्रभावित करने वाले कारक

एल फाइबर व्यास और लंबाई आम तौर पर, क्वार्ट्ज फाइबर का व्यास जितना महीन होता है, उसकी तन्य शक्ति उतनी ही अधिक होती है। तन्य शक्ति फाइबर की लंबाई से संबंधित होती है, लंबाई बढ़ने पर यह काफी कम हो जाती है। क्वार्ट्ज फाइबर पर व्यास और लंबाई के प्रभाव को माइक्रोक्रैक परिकल्पना द्वारा समझाया जा सकता है: जैसे-जैसे फाइबर का व्यास और लंबाई घटती है, फाइबर के भीतर माइक्रोक्रैक भी उसी हिसाब से कम होते जाते हैं, जिससे फाइबर की ताकत बढ़ती जाती है।

एल ग्लास लिक्विड की गुणवत्ता क्वार्ट्ज फाइबर की ताकत को प्रभावित करती है। ग्लास संरचना में अशुद्धियाँ या लीक प्लेट के तापमान में उतार-चढ़ाव फाइबर में क्रिस्टलीकरण का कारण बन सकता है। अभ्यास से पता चला है कि क्रिस्टलीकरण वाले फाइबर अनाकार फाइबर की तुलना में कमज़ोर होते हैं। इसके अलावा, ग्लास लिक्विड में बुलबुले भी फाइबर की ताकत को कम कर सकते हैं।

एल सतही उपचार शक्ति को प्रभावित करता है। निरंतर ड्राइंग के दौरान, एक गीला करने वाले एजेंट को अलग-अलग फाइबर या बंडलों पर लगाया जाना चाहिए, जो कपड़ा प्रसंस्करण के दौरान आपसी घर्षण को रोकने के लिए फाइबर की सतह पर एक सुरक्षात्मक फिल्म बनाते हैं जो फाइबर को नुकसान पहुंचा सकता है और ताकत को कम कर सकता है। गीला करने वाले एजेंट को हटाने के लिए गर्मी उपचार के बाद, क्वार्ट्ज फाइबर कपड़े की ताकत काफी कम हो जाती है, लेकिन आम तौर पर एक मध्यवर्ती बाइंडर के साथ उपचार के बाद ठीक हो जाती है क्योंकि कोटिंग फाइबर की रक्षा करती है और सतह के दोषों की भरपाई करती है।

एल भंडारण समय ताकत को प्रभावित करता है। क्वार्ट्ज फाइबर की ताकत एक निश्चित अवधि तक भंडारण के बाद कम हो जाती है, जिसे उम्र बढ़ने के रूप में जाना जाता है, मुख्य रूप से हवा में नमी के क्षरण के कारण। इस प्रकार, उच्च रासायनिक स्थिरता वाले फाइबर की ताकत में कम कमी होती है।

एल लोड लगाने का समय ताकत को प्रभावित करता है। क्वार्ट्ज फाइबर की ताकत लंबे समय तक लोड लगाने से कम हो जाती है, खासकर उच्च परिवेश के तापमान पर। यह संभवतः माइक्रोक्रैक में अवशोषित पानी के कारण होता है जो बाहरी बल के तहत दरार के विस्तार को तेज करता है।