খবর

ফাঁকা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ারএবং তাদের যৌগিক উপকরণ

গভীর সমুদ্রে ব্যবহারের জন্য উচ্চ-শক্তির কঠিন উচ্ছ্বাস উপকরণগুলি সাধারণত উচ্ছ্বাস-নিয়ন্ত্রক মাধ্যম (ফাঁকা মাইক্রোস্ফিয়ার) এবং উচ্চ-শক্তির রজন কম্পোজিট দ্বারা গঠিত। আন্তর্জাতিকভাবে, এই উপকরণগুলি 0.4-0.6 গ্রাম/সেমি³ ঘনত্ব এবং 40-100 MPa এর সংকোচন শক্তি অর্জন করে এবং বিভিন্ন গভীর সমুদ্র সরঞ্জামে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। ফাঁপা মাইক্রোস্ফিয়ার হল গ্যাসে ভরা বিশেষ কাঠামোগত উপকরণ। তাদের উপাদান গঠনের উপর ভিত্তি করে, এগুলি মূলত জৈব যৌগিক মাইক্রোস্ফিয়ার এবং অজৈব যৌগিক মাইক্রোস্ফিয়ারে বিভক্ত। জৈব যৌগিক মাইক্রোস্ফিয়ারের উপর গবেষণা আরও সক্রিয়, যেখানে পলিস্টাইরিন ফাঁপা মাইক্রোস্ফিয়ার এবং পলিমিথাইল মেথাক্রিলেট ফাঁপা মাইক্রোস্ফিয়ার অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। অজৈব মাইক্রোস্ফিয়ার তৈরিতে ব্যবহৃত উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে প্রধানত কাচ, সিরামিক, বোরেট, কার্বন এবং ফ্লাই অ্যাশ সেনোস্ফিয়ার।

ফাঁকা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ার: সংজ্ঞা এবং শ্রেণীবিভাগ

ফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ার হল একটি নতুন ধরণের অজৈব অ-ধাতব গোলাকার মাইক্রোস্পিয়ার উপাদান যার চমৎকার বৈশিষ্ট্য রয়েছে যেমন ছোট কণার আকার, গোলাকার আকৃতি, হালকা ওজন, শব্দ নিরোধক, তাপ নিরোধক, পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা। ফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ারগুলি মহাকাশ উপকরণ, হাইড্রোজেন স্টোরেজ উপকরণ, কঠিন উচ্ছ্বাস উপকরণ, তাপ নিরোধক উপকরণ, নির্মাণ সামগ্রী এবং রঙ এবং আবরণে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। এগুলি সাধারণত দুটি বিভাগে বিভক্ত:

① তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্রে বিদ্যুৎ উৎপাদনের সময় উৎপাদিত ফ্লাই অ্যাশ থেকে প্রধানত SiO2 এবং ধাতব অক্সাইড দ্বারা গঠিত সেনোস্ফিয়ার পাওয়া যেতে পারে। যদিও সেনোস্ফিয়ারের দাম কম, তাদের বিশুদ্ধতা কম, কণার আকার বিস্তৃত, এবং বিশেষ করে, কণার ঘনত্ব সাধারণত 0.6 গ্রাম/সেমি3 এর বেশি, যা গভীর সমুদ্রে ব্যবহারের জন্য উচ্ছ্বাস উপকরণ তৈরির জন্য এগুলিকে অনুপযুক্ত করে তোলে।

② কৃত্রিমভাবে সংশ্লেষিত কাচের মাইক্রোস্ফিয়ার, যার শক্তি, ঘনত্ব এবং অন্যান্য ভৌত রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি প্রক্রিয়া পরামিতি এবং কাঁচামালের সূত্রগুলি সামঞ্জস্য করে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। যদিও বেশি ব্যয়বহুল, তাদের প্রয়োগের বিস্তৃত পরিসর রয়েছে।

ফাঁকা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ারের বৈশিষ্ট্য

কঠিন উচ্ছ্বাস পদার্থে ফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ারের ব্যাপক প্রয়োগ তাদের চমৎকার বৈশিষ্ট্যের থেকে অবিচ্ছেদ্য।

①ফাঁকা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ারএর অভ্যন্তরীণ কাঠামো ফাঁপা থাকে, যার ফলে ওজন হালকা, ঘনত্ব কম এবং তাপ পরিবাহিতা কম থাকে। এটি কেবল যৌগিক পদার্থের ঘনত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে না বরং তাদের চমৎকার তাপ নিরোধক, শব্দ নিরোধক, বৈদ্যুতিক নিরোধক এবং অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যও প্রদান করে।

② ফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ারগুলি গোলাকার আকৃতির, কম ছিদ্র (আদর্শ ফিলার) এবং গোলক দ্বারা ন্যূনতম পলিমার শোষণের সুবিধা রয়েছে, ফলে ম্যাট্রিক্সের প্রবাহযোগ্যতা এবং সান্দ্রতার উপর খুব কম প্রভাব পড়ে। এই বৈশিষ্ট্যগুলির ফলে যৌগিক উপাদানে যুক্তিসঙ্গত চাপ বিতরণ হয়, যার ফলে এর কঠোরতা, দৃঢ়তা এবং মাত্রিক স্থিতিশীলতা উন্নত হয়।

③ ফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ারগুলির উচ্চ শক্তি থাকে। মূলত, ফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ারগুলি হল পাতলা-দেয়ালযুক্ত, সিল করা গোলক যার শেলের প্রধান উপাদান হল কাচ, যা উচ্চ শক্তি প্রদর্শন করে। এটি কম ঘনত্ব বজায় রেখে যৌগিক উপাদানের শক্তি বৃদ্ধি করে।

ফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ারের প্রস্তুতি পদ্ধতি
তিনটি প্রধান প্রস্তুতি পদ্ধতি রয়েছে:
① পাউডার পদ্ধতি। কাচের ম্যাট্রিক্স প্রথমে গুঁড়ো করা হয়, একটি ফোমিং এজেন্ট যোগ করা হয়, এবং তারপর এই ছোট কণাগুলিকে একটি উচ্চ-তাপমাত্রার চুল্লির মধ্য দিয়ে প্রেরণ করা হয়। যখন কণাগুলি নরম বা গলে যায়, তখন কাচের মধ্যে গ্যাস তৈরি হয়। গ্যাস প্রসারিত হওয়ার সাথে সাথে, কণাগুলি ফাঁপা গোলকে পরিণত হয়, যা পরে একটি ঘূর্ণিঝড় বিভাজক বা ব্যাগ ফিল্টার ব্যবহার করে সংগ্রহ করা হয়।

② ফোঁটা পদ্ধতি। একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায়, নিম্ন-গলনাঙ্কের পদার্থ ধারণকারী একটি দ্রবণকে স্প্রে-শুকানো হয় বা উচ্চ-তাপমাত্রার উল্লম্ব চুল্লিতে উত্তপ্ত করা হয়, যেমনটি অত্যন্ত ক্ষারীয় মাইক্রোস্ফিয়ার তৈরিতে করা হয়।

③ শুষ্ক জেল পদ্ধতি। এই পদ্ধতিতে কাঁচামাল হিসেবে জৈব অ্যালকক্সাইড ব্যবহার করা হয় এবং এতে তিনটি প্রক্রিয়া জড়িত: একটি শুষ্ক জেল তৈরি করা, গুঁড়ো করা এবং উচ্চ তাপমাত্রায় ফোমিং করা। তিনটি পদ্ধতিরই কিছু অসুবিধা রয়েছে: পাউডার পদ্ধতি কম পুঁতি তৈরির হার তৈরি করে, ফোঁটা পদ্ধতি কম শক্তি সহ মাইক্রোস্ফিয়ার তৈরি করে এবং শুষ্ক জেল পদ্ধতিতে উচ্চ কাঁচামালের খরচ হয়।

ফাঁকা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ার কম্পোজিট উপাদান সাবস্ট্রেট এবং কম্পোজিট পদ্ধতি

একটি উচ্চ-শক্তির কঠিন উচ্ছ্বাস উপাদান তৈরি করতেফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ার, ম্যাট্রিক্স উপাদানের চমৎকার বৈশিষ্ট্য থাকতে হবে, যেমন কম ঘনত্ব, উচ্চ শক্তি, কম সান্দ্রতা এবং মাইক্রোস্ফিয়ারের সাথে ভাল তৈলাক্তকরণ। বর্তমানে ব্যবহৃত ম্যাট্রিক্স উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে ইপোক্সি রজন, পলিয়েস্টার রজন, ফেনোলিক রজন এবং সিলিকন রজন। এর মধ্যে, ইপোক্সি রজন তার উচ্চ শক্তি, কম ঘনত্ব, কম জল শোষণ এবং কম নিরাময় সংকোচনের কারণে প্রকৃত উৎপাদনে সর্বাধিক ব্যবহৃত হয়। কাচের মাইক্রোস্ফিয়ারগুলিকে ঢালাই, ভ্যাকুয়াম ইমপ্রেগনেশন, তরল স্থানান্তর ছাঁচনির্মাণ, কণা স্ট্যাকিং এবং সংকোচন ছাঁচনির্মাণের মতো ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ম্যাট্রিক্স উপকরণ দিয়ে সংমিশ্রিত করা যেতে পারে। এটি জোর দেওয়া গুরুত্বপূর্ণ যে মাইক্রোস্ফিয়ার এবং ম্যাট্রিক্সের মধ্যে আন্তঃমুখী অবস্থা উন্নত করার জন্য, মাইক্রোস্ফিয়ারের পৃষ্ঠকেও পরিবর্তন করতে হবে, যার ফলে কম্পোজিট উপাদানের সামগ্রিক কর্মক্ষমতা উন্নত হবে।