მინის ბოჭკო

მინის ბოჭკო

მინის ბოჭკო – მრგვალი ან პროფილური კვეთის ბოჭკო, რომელიც შედგება მინის წვრილი ბოჭკოების ერთობლიობისგან. პირველად მიიღო 1893 წელს ამერიკელმა მეცნიერმა ედუარდ დრამონდ ლიბიმ; ბოჭკოს ტექსტურა და დიამეტრი აბრეშუმის ძაფის ანალოგიური იყო.

მინის ბოჭკო ორი სახისაა: უწყვეტი და შტაპელური. ფართოდ გამოიყენება განმამტკიცებელ მასალად მინაპლასტიკებისა და სხვა კომპოზიტური მასალების წარმოებაში, აგრეთვე საფილტრავი მასალის, ელექტროიზოლაციისა და ოპტიკური კაბელის დასამზადებლად. მიუხედავად დაბალი სიმკვრივისა, აქვს მაღალი სიმტკიცე, მედეგობა ქიმიური და ბიოლოგიურად აგრესიული გარემოს მიმართ, გამოირჩევა დარტყმა- და თბომედეგობითა, დაბალი თბოგამტარობით, სიიაფით, წარმოებისა და გადამუშავების სიმარტივით და სხვ. უარყოფითი თვისებებიდან აღსანიშნავია დაბალი სიხისტე და ტენმედეგობა, რის გამოც ნაკეთობა არ იძლევა ბოჭკოების სიმტკიცის სრული რეალიზაციის შესაძლებლობას.

მინის ბოჭკოს საწყისი ნედლეულია სილიკატური (კვარცის) ქვიშა, ძირითადი დანამატი (კირქვა, ბორის მჟავა) და მეორეხარისხოვანი დანამატი (თიხა, ქვანახშირი და მლხობი შპატი). მათ ურევენ და ალღობენ. კვარცის დნობის ტემპერატურაა 1610°C, ხოლო კომპონენტების ნარევის უფრო დაბალია – 1200°C.

უწყვეტი მინის ბოჭკოს მიღების სქემა

მინის ბოჭკოს მიღების ტექნოლოგია შემდეგია: ნედლეული მიეწოდება ჩასატვირთ ბუნკერს, აირევა და გადადის ღუმელში. გამდნარი მასა ტარდება 0,8-3 მმ ფილერში, რომელიც წარმოადგენს კოროზიამედეგ ლითონის ფირფიტას (როგორც წესი, პლატინისგან დამზადებულს) 200-1200 ნახვრეტით, რომლებშიც ჩამოედინება მდნარი მინა ძაფების სახით. შემდეგ ეს წაგრძელებული ძაფები ცივდება ჰაერის ნაკადით ან წყლის შხეფებით, გაიპოხება აპრეტით (უმეტესად პარაფინის ემულსიით) და დაეხვევა მბრუნავ დოლზე. ბოჭკოს დიამეტრი დაახლოებით 10 მიკრონის ტოლია, სიმტკიცის ზღვარი გაჭიმვაზე – 3400-4200 მპა, დრეკადობის მოდული – 70000-90000 მპა. გამოიყენება უწყვეტი და დანაწევრებული სახით. დანაწევრებული წარმოადგენს ქაოსურად განლაგებულ 50 მმ-მდე სიგრძის ბოჭკოების ერთობლიობას.

კომპოზიტის განმტკიცების (დაარმირების) სქემები: ა – დისპერსიული შემავსებლით; ბ – დისკრეტული ბოჭკოებით; გ – ერთმიმართულებიანი ბოჭკოებით; დ – ქაოსურად განლაგებული ბოჭკოებით; ე – ფენოვანი შემავსებლით; ვ – მოცულობით-დაარმირებული ბოჭკოებით

კუმშვაზე მომუშავე კომპოზიტებისათვის ბოჭკოს დიამეტრი მიიღება 20 მკმ. უფრო მსხვილი ბოჭკოების გამოყენება მიზანშეუწონელია, რადგან ასეთი ბოჭკოები განიცდიან მსხვრევას გადაღუნვის დროს.

ერთმიმართულებიანი დაარმირების სქემის დროს ბოჭკოების მიმართულება ემთხვევა საანგარიშო ძალის მიმართულებას; ორმიმართულებიანის დროს – ბოჭკოები მიმართულია ორი ურთიერთმართობი მიმართულებით, რომლებიც ემთხვევა საანგარიშო ძალების მიმართულებებს (ამ შემთხვევაში დაარმირების პროცენტი სხვადასხვა მიმართულებით შეიძლება იყოს ერთნაირი ან განსხვავებული); ქაოსურის დროს – ბოჭკოები უწესრიგოდ არის განლაგებული; დისპერსიულ შემავსებლად გამოიყენება სულფატური ცელულოზა, გრაფიტი, სილიციუმის ორჟანგი, ალუმინის, კალციუმისა და მაგნიუმის ორჟანგები, ლითონული ფხვნილები; ბოჭკოვან შემავსებლად გამოიყენება მინის, ბორის, ნახშირბადის, სინთეზური და სხვ. ბოჭკოები; ფენოვანი შემავსებლებიდან უპირატესობა ენიჭება მინისა და ნახშირბადგრაფიტის ქსოვილებს, ქაღალდს, ასევე გამოიყენება ალუმინის, ტიტანის, სპილენძის, ნიკელის, კობალტის ფურცლები და ფოლგები; მოცულობით-დაარმირებულ მასალებს საკმაოდ რთული აგებულება აქვთ შემავსებლის სხვადასხვა განლაგებით. მასალად კი გამოიყენება ისეთივე მასალები, როგორც ბოჭკოვან კომპოზიტებში.

გვხვდება ასევე ბოჭკოების ირიბჯვარედიანი განლაგება როდესაც ბოჭკოების მიმართულება კუთხეს ქმნის საანგარიშო ძალის მოქმედების მიმართულებასთან და კომბინირებული – ბოჭკოების ორიენტაციით სხვადასხვა მიმართულებით ისე, რომ მივიღოთ შედარებით თანაბარმტკიცე მასალა.

არსებობს მინის ბოჭკოს მიღების სამი ძირითადი ხერხი: ერთსტადიანი პროცესი – მინის გამდნარი მასიდან, ფილერების გავლით, ბოჭკოს წაგრძელება (გამოწელვა, გამოქაჩვა); ორსტადიანი პროცესი – გაცხელებული მინის ღეროებიდან (ან ბურთულებიდან) ბოჭკოების წაგრძელება და შტაპელური ბოჭკოს მიღება მინამასის ჭავლზე ცენტრიდანული ძალების ან აირის, ორთქლის ნაკადის ზემოქმედების გზით.

ყველა კომპოზიციისათვის მინის დრობის ტემპერატურა სხვადასხვაა, თუმცა, იგი საშუალოდ შეადგენს 1260°С.

მიღებული პირველადი მინის ძაფი შემდეგ ექვემდებარება საფეიქრო დამუშავებას – გასუფთავება, შეგრეხა კომპლექსურ ძაფად და სხვ.

ამჟამად, არსებობს დიდი რაოდენობა სხვადასხვა მარკის მინისა, რომლისგან მიღებული მინაბოჭკოები ხასიათდება გაუმჯობესებული მახასიათებლებით – სიმტკიცით, სიმკვრივით, მაღალი ქიმიური, ბიო- და ელექტრომედეგობითა და სხვ. მინაბოჭკოს ძირითადი მოცულობა იწარმოება ალუმინბორსილიკატური მინისგან მარკით „E” (ბოჭკო E-glass), მაღალი სიმტკიცის მინისაგან მარკით „S” (ბოჭკო S-2 glass) და მაღალმოდულური მინისგან მარკით „BM-1”. ამჟამად, დასავლეთის ქვეყნებში დამუშავებული იქნა ტუტემედეგი მინის ბოჭკო (AR) ცირკონიუმის საფუძველზე, რომელსაც წარმატებით იყენებენ ისეთი დეტალებისა და კონსტრუქციების დასამზადებლად, რომლებსაც ექსპლუატაცია უხდებათ ტუტე გარემოში.

მინის ბოჭკოს ტექნიკური მახასიათებლები (მარკა E-მინა): სიმტკიცე (წინაღობის ზღვარი) გაგლეჯაზე – 3100-3800 მპა; სიმტკიცე (წინაღობის ზღვარი) გაჭიმვაზე – 3400-4200 მპა; დრეკადობის მოდული – (70-90)·103 მპა; წაგრძელება გაგლეჯისას – 4,7%; პირველადი ბოჭკოს დიამეტრი – 6-21 მიკრონი; გამოყენების ტემპერატურა – –50°C-დან +350°C-მდე; ნაწარმის სამრეწველო ღირებულება – 2,5-3,0 აშშ დოლარი 1 კგ-ის; გასაყიდი ფასი – 3,5 აშშ დოლარი 1 კგ-ის.

წყარო

სამშენებლო ენციკლოპედიური ლექსიკონი
კომპოზიტური კონსტრუქციები