유리 마이크로스피어

Glass microsphere
콘크리트 내 유리 미세구체의 SEM 마이크로그래프

유리 마이크로스피어는 연구, 의학, 소비재 및 다양한 산업에서 다양한 용도로 제조된 유리의 미세한 구체입니다.유리 마이크로 스피어의 지름은 보통 1에서 1000 마이크로미터 사이이지만 크기는 100 나노미터에서 5 밀리미터 사이입니다.중공 유리 미세구는 때로 마이크로 풍선 또는 유리 거품이라고 불리며, 지름이 10에서 300 마이크로미터 사이입니다.

통사성 발포체 및 경량 [1]콘크리트와 같은 복합 재료에서 중공 구체가 경량 필러로 사용됩니다.마이크로 풍선은 통사성 폼의 가벼운 무게, 낮은 열전도율 및 다른 [2]폼을 훨씬 능가하는 압축 응력에 대한 내성을 제공합니다.이러한 특성은 잠수정과 심해 석유 시추 장비의 선체에서 이용되며, 다른 유형의 거품이 폭발할 수 있습니다.다른 재료의 중공 구체는 서로 다른 특성을 가진 통사성 거품을 생성합니다. 예를 들어 세라믹 풍선은 가벼운 통사성 알루미늄 [3]거품을 만들 수 있습니다.

중공의 구체는 또한 의약품과 방사능 추적기의 저장과 느린 방출에서부터 [4]수소의 통제된 저장과 방출에 대한 연구에 이르기까지 다양한 용도를 가지고 있다.또한 마이크로스피어는 중량, 샌더빌리티 및 씰링 표면과 같은 특정 특성을 위해 폴리머 수지를 충전하기 위해 복합 재료에 사용됩니다.예를 들어, 서프보드를 만들 때 셰이퍼는 EPS 폼 블랭크를 에폭시와 마이크로 풍선으로 밀봉하여 파이버 글라스 라미네이트가 도포된 표면에는 유리 섬유 라미네이트가 도포됩니다.

유리 미세구는 초음파 분무 열분해(USP)라고 알려진 공정에서 용해된 물 유리의 작은 물방울을 가열함으로써 만들어질 수 있으며,[5] 나트륨의 일부를 제거하기 위한 화학적 처리를 사용함으로써 특성이 다소 개선될 수 있다.나트륨 고갈은 또한 긴 포트 수명 에폭시 또는 불룩하지 않은 폴리우레탄 복합 재료와 같은 화학적으로 민감한 수지 시스템에 중공 유리 미세구를 사용할 수 있게 했습니다.

실란 코팅과 같은 추가 기능은 일반적으로 중공 유리 마이크로스피어 표면에 추가되어 매트릭스/마이크로스피어 계면 강도(인장 방식으로 응력을 받을 때 공통 고장 지점)를 증가시킵니다.

고품질 광학 유리로 만들어진 마이크로스피어는 광학 공진기 또는 [6]공동 연구용으로 제작될 수 있습니다.

유리 마이크로스피어는 석탄화력발전소에서도 폐기물로 생산된다.이 경우 이 제품은 일반적으로 "세노스피어"로 불리며 알루미늄 규산염 화학(공학적 구체의 실리카 나트륨 화학과는 반대)을 수반한다.석탄 속의 소량의 실리카가 녹아서 굴뚝을 타고 올라가면서 팽창하여 작은 중공의 구를 형성합니다.이 구들은 재와 함께 모아지고, 재는 물을 섞어 상주하는 재댐으로 보내진다.일부 입자는 중공 상태가 되지 않고 재댐에 가라앉는 반면 중공 입자는 댐 표면에 떠 있다.그것들은 특히 그들이 건조할 때, 공중에 떠서 주변 지역으로 날아가기 때문에 성가신 존재가 된다.

어플

마이크로스피어는 포토닉 나노젯으로[7] 알려져 있고 크기가 내부 공명을 지원할 만큼 크지만 동시에 충분히 작기 때문에 기하학적 광학이 그 특성을 연구하기 위해 적용될 수 없는 초점 영역을 생성하는데 사용되어 왔다.이전의 연구는 다른 실험에서 얻은 신호 강도를 증가시키기 위해 마이크로스피어를 사용하는 것을 실험적으로 그리고 시뮬레이션을 통해 증명했다.초점 영역에 금속 입자가 도입되었을 때 발생한 후방 산란 강화를 관찰하는 마이크로파 스케일에서의 포토닉 제트의 확인.직경 4.4μm의 유전체 미세구에 의해 생성된 포토닉 나노젯 영역 내에 금 나노 입자를 배치했을 때 가시 범위에서의 후방 산란광의 측정 가능한 향상을 얻을 수 있었다.또한 광활성물질을 들뜨게 하기 위해 투명 미소구에 의해 생성된 나노젯을 들뜬 광자의 수가 다른 업컨버전 공정에서 사용하는 것도 [8]분석되었다.

단분산 유리 미세구는 높은 구상도와 매우 촘촘한 입자 크기 분포를 가지고 있으며, 종종 CV가 10 % 미만이고 크기 범위의 입자가 95% 이상입니다.단분산 유리 입자는 접착제 및 코팅의 스페이서(예: 에폭시의 접착선 스페이서)로 자주 사용됩니다.극소량의 스페이서 등급의 단분산 미세구만으로 제어된 갭을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 지정된 접합선 두께를 정의 및 유지할 수 있습니다.스페이서 등급 입자는 교정 표준 및 적격 의료 기기의 트레이서 입자로도 사용할 수 있습니다.고품질 구형 유리 마이크로스피어는 종종 가스 플라즈마 디스플레이, 자동차 거울, 전자 디스플레이, 플립 칩 기술, 필터, 현미경 검사 및 전자 장비에 사용됩니다.

다른 용도로는 통사성 발포체[9], 입자 복합 재료 및 반사 도료가 있습니다.

미세구 분사

미세공을 분사하는 것은 어려운 작업이 될 수 있습니다.마이크로스피어를 표준혼합 및 분사기의 필러로 사용할 경우 펌프 선택, 재료 점도, 재료 교반, 온도 등의 요인에 따라 최대 80%의 파손률이 발생할 수 있습니다.마이크로스피어로 채워진 재료를 위한 맞춤형 디스펜서는 마이크로스피어 파손률을 최소로 줄일 수 있습니다.프로그레시브 캐비티 펌프는 마이크로스피어(microspace)가 있는 재료를 분사할 때 선택하는 펌프입니다. 마이크로스피어 파손을 80%까지 줄일 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "What's Floats Your Boat, Clemson Student Chapter of the American Society of Tivil Engineers" 2009-01-31은 웨이백 머신에 보관되어 있습니다.ces.clemson.edu
  2. ^ 일반 마이크로 풍선의 밀도는 0.15~0.20g3/cm이며, 등정압 압착 강도는 300~500psi입니다.밀도가 높은 고강도 형태는 0.38g/cm3(5500psi 강도의 경우)와 0.6g/cm3(18,000psi 압착 압력의 경우 여전히 상당한 부양력을 제공함)를 제공합니다.
  3. ^ Ray Ericson(1999년 1월 1일).커팅 엣지에 거품이 생깁니다.기계공학-CIME
  4. ^ J.E. Shelby, M.M. Hall, F.C. Raszewski(2007).중공 유리 미세 공간에 수소를 저장하는 획기적으로 새로운 방법 웨이백 머신에 2011-06-04 아카이브되었습니다.DOE 기술 보고서 FG26-04NT42170.
  5. ^ Isobe, Hiroshi; Tokunaga, Ichiro; Nagai, Noriyoshi; Kaneko, Katsumi (2011). "Characterization of hydrated silicate glass microballoons". Journal of Materials Research. 11 (11): 2908. Bibcode:1996JMatR..11.2908I. doi:10.1557/JMR.1996.0368.
  6. ^ 광공진기
  7. ^ B. S. 루크얀추크 외"굴절률 지수 2개 미만: 어제, 오늘, 내일(초대)" Optical Materials Express, 7(6), 1820(2017).
  8. ^ Pérez-Rodríguez, C.; Imanieh, M.H.; Martín, L.L; Ríos, S.; Martín, I.R.; Yekta, Bijan Eftekhari (November 2013). "Study of the focusing effect of silica microspheres on the upconversion of Er3+–Yb3+ codoped glass ceramics". Journal of Alloys and Compounds. 576: 363–368. doi:10.1016/j.jallcom.2013.05.222.
  9. ^ H. S. Kim과 Mahammad Azhar Kamis, "중공 미세구/에폭시 수지 복합재의 골절 및 충격 거동", 복합물 Part A: Applied Science and Manufacturing, Vol 32A, No.9, 1311-1317, 2001.