เหตุใดจึงต้องเติมผงซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียวเพื่อเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอของสารเคลือบแผ่น PET?
การเติมผงซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียว (SiC) ลงในสารเคลือบแผ่น PET ส่วนใหญ่มีพื้นฐานมาจากกลไกการเสริมความแข็งแรงหลายด้านของคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ของสารเคลือบที่มีต่อความทนทานต่อการสึกหรอ ต่อไปนี้คือการวิเคราะห์เหตุผลหลัก:
1. การเพิ่มความแข็งแรงระดับไมโครและการปรับปรุงความแข็ง
การรองรับความแข็งระดับสูงพิเศษ
ความแข็งโมห์สของซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียวสูงถึง 9.4 (รองจากเพชร) และอนุภาคผงของซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียวจะสร้างโครงสร้างที่แข็งแรงในสารเคลือบ PET เมื่อถูกแรงภายนอกขัดถู อนุภาคแข็งเหล่านี้สามารถต้านทานรอยขีดข่วนและการบุกรุกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดการเสียรูปของสารเคลือบ และชะลอการสึกหรอได้อย่างมาก ตัวอย่างเช่น บนพื้นผิวของเฟอร์นิเจอร์ที่สัมผัสบ่อย อัตราการเกิดรอยขีดข่วนจะลดลงมากกว่า 30%
การลับคมเองช่วยรักษาความสามารถในการตัด ผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์
สีเขียวมีลักษณะแอนไอโซทรอปิก และขอบคมใหม่ (การลับคมเอง) จะถูกเปิดเผยอย่างต่อเนื่องระหว่างการสึกหรอ แทนที่จะเป็นการเกิดพาสซีฟและการหลุดลอก ซึ่งช่วยให้สารเคลือบรักษาประสิทธิภาพการตัดสูงได้เป็นเวลานาน และหลีกเลี่ยงการสูญเสียความต้านทานการสึกหรอที่เกิดจากการสูญเสียจากการขัดถู2. ผลการเสริมความแข็งแรงของโครงสร้างสารเคลือบการเติมความหนาแน่นและการกระจายความเค้นขนาดอนุภาคของผงซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียวสามารถควบคุมได้ (โดยทั่วไปคือระดับไมโครเมตร) และสามารถกระจายตัวได้อย่างสม่ำเสมอในเมทริกซ์เรซิน เพื่อเติมเต็มช่องว่างระหว่างสายโมเลกุลของพอลิเมอร์และลดความพรุนของสารเคลือบ ในขณะเดียวกัน ยังสามารถปิดกั้นเส้นทางการแพร่กระจายของรอยแตก กระจายความเค้นเฉพาะที่ และปรับปรุงความเหนียวโดยรวมของสารเคลือบ ตัวอย่างเช่น ในการทดสอบความต้านทานการสึกหรอของแผ่น PET ปริมาณการสึกหรอของสารเคลือบที่มีผงซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียว 20% ลดลงประมาณ 40% เสถียรภาพการยึดติดที่ดีขึ้น พื้นผิวของซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียวอุดมไปด้วยไซลานอล (-Si-OH) ซึ่งสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนหรือพันธะโควาเลนต์กับกลุ่มเอสเทอร์ของเรซิน PET เพื่อลดข้อบกพร่องที่ส่วนต่อประสาน การทดลองแสดงให้เห็นว่าความแข็งแรงการลอกของสารเคลือบที่ปรับปรุงแล้วเพิ่มขึ้น 25% ซึ่งช่วยป้องกันการหลุดลอกของอนุภาคที่เกิดจากการลอกที่ส่วนต่อประสาน3. ความทนทานต่อสภาพอากาศและการกัดกร่อนจากสภาพแวดล้อมที่ดีที่สุดรับประกันความเสถียรที่อุณหภูมิสูง
จุดหลอมเหลวของซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียวสูงถึง 2250°C และมีค่าการนำความร้อน 120W/(m·K) เมื่อสารเคลือบ PET สัมผัสกับอุณหภูมิสูงในพื้นที่ (เช่น ความร้อนที่เกิดจากแสงแดดหรือแรงเสียดทาน) ความร้อนสามารถระบายออกได้อย่างรวดเร็วเพื่อป้องกันไม่ให้เรซินอ่อนตัวลงและทำให้ความต้านทานการสึกหรอลดลงอย่างกะทันหัน การทดสอบการเคลือบฝากระโปรงรถยนต์แสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนรูปจากความร้อนของสารเคลือบที่มีซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียวเพิ่มขึ้นประมาณ 50°C
ความเฉื่อยทางเคมีเพื่อต้านทานการกัดกร่อนและการสึกหรอ ความเสถียรสูงต่อกรด ด่าง และตัวทำละลายอินทรีย์ (ความต้านทานการกัดกร่อน > 99.5%) สามารถป้องกันไม่ให้สารเคลือบบวมหรือเสื่อมสภาพในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน ตัวอย่างเช่น เมื่อแผ่น PET ของเคาน์เตอร์ครัวสัมผัสกับผงซักฟอกที่มีน้ำมัน อายุการใช้งานของสารเคลือบซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียวที่ดัดแปลงจะยาวนานขึ้นมากกว่า 2 เท่า
4. การเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเชิงฟังก์ชัน การควบคุมค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน โครงสร้างทรงกลมเกือบกลมของผงไมโครซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียวสามารถลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานแบบไดนามิกของสารเคลือบ (จาก 0.8 เป็น 0.3 ระดับ) และลดความเสียหายจากแรงเสียดทานจากการเลื่อน เหมาะสำหรับฉากที่ต้องมีการสัมผัสทางกลบ่อยครั้ง เช่น แผงประตูบานเลื่อน การปรับปรุงพื้นผิวและป้องกันการลื่น
พื้นผิวอนุภาคที่ขรุขระช่วยเพิ่มแรงเสียดทานสถิตของสารเคลือบ (ค่าสัมประสิทธิ์การลื่นเพิ่มขึ้น 15%-30%) และอัตราส่วนขนาดอนุภาคสามารถสร้างพื้นผิวหลายระดับตั้งแต่ด้านไปจนถึงซาติน
สรุป: คุณสมบัติที่ไม่อาจทดแทนได้ของผงไมโครซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียว
เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุชุบแข็งแบบดั้งเดิม (เช่น ซิลิกาหรืออะลูมิเนียมออกไซด์ ) ซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียวให้ความสมดุลของประสิทธิภาพสามประการ ได้แก่ ความแข็ง ความเหนียว และเสถียรภาพทางความร้อน:
ประหยัด: การเพิ่ม 5%-15% สามารถปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอได้อย่างมากและลดปริมาณเรซินที่มีราคาสูง
ความสามารถในการปรับตัว: เข้ากันได้กับกระบวนการเคลือบ PET ทั่วไป เช่น การบ่มด้วยแสงยูวี และการดัดแปลงอีพ็อกซี่ โดยไม่จำเป็นต้องปรับเปลี่ยนสายการผลิต
การปกป้องสิ่งแวดล้อม: ส่วนประกอบอนินทรีย์เป็นไปตามมาตรฐาน RoHS และหลีกเลี่ยงความเสี่ยงจากการปล่อยสารอินทรีย์ระเหยง่าย (VOC) ซึ่งเป็นสารเติมแต่งที่ทนทานต่อการสึกหรอ
ดังนั้นจึงกลายเป็นสารเติมแต่งหลักที่ช่วยยืดอายุการใช้งานของแผ่น PET ระดับไฮเอนด์ (เช่น แผงอุปกรณ์ทางการแพทย์และแผงภายในลิฟต์)