Кіріспе
Синтаксистік көбіктер – металл, полимер, цемент немесе керамикалық матрицаны микробаллон, кеносфера деп аталатын қуыс сфералармен немесе перлит сияқты қуыс емес сфералармен (агрегаттар ретінде) толтыру арқылы жасалған композиттік материалдар. Бұл жағдайда "синтаксистік" сөзі "бірге құрастырылған" деген мағынаны білдіреді. Қуыс бөлшектердің болуы тығыздықты төмендетіп, қатынастық беріктікті (беріктікті тығыздыққа бөлгендегі шама), жылулық кеңею коэффициентін азайтады, сондай-ақ кейбір жағдайларда радар мен сонар сәулесін өткізуге мүмкіндік береді.
Syntactic foams are composite materials synthesized by filling a metal, polymer, cementitious or ceramic matrix with hollow spheres called microballoons or cenospheres or non hollow spheres (e. g. perlite) as aggregates. In this context, "syntactic" means "put together." The presence of hollow particles results in lower density, higher specific strength (strength divided by density), lower coefficient of thermal expansion, and, in some cases, radar or sonar transparency.
Тарих
Бастапқыда бұл термин 1955 жылы «Бакелит» компаниясы фенол, эпоксид немесе полиэстер матрицасына байланыстырылған қуыс фенол микросфераларынан жасалған жеңіл композиттік материалдарды атау үшін пайда болған. Бұл материалдар 1960 жылдардың басында теңіз қолданысы үшін жақсартылған жүзу қабілетін қамтамасыз ету мақсатында әзірленген. Басқа да қасиеттері осы материалдарды аэроғарыш және құрлықтағы көлік құралдарында қолдануға мүмкіндік берді. Синтаксистік көбіктерді зерттеу саласындағы жаңа жетістіктер Никил Гуптаның еңбегімен байланысты.
Сипаттамалары
Бұл материалдардың ең маңызды артықшылықтарының бірі – оларды қалыптастыру мүмкіндігі. Матрицалық материалды кез келген металлдан, полимерден немесе керамикадан таңдауға болады. Микрошарлар әртүрлі өлшемдерде және материалдардан жасалады, оның ішінде шыны микросфералар, кеносфералар, көміртек және полимерлер бар. Ең көп қолданылатын және зерттелген көбіктер – шыны микросфералар (эпоксид немесе полимерде) және кеносфералар немесе керамика (алюминийде). Микрошарлардың көлемдік үлесін өзгертуге болады немесе тиімді тығыздығы әртүрлі микрошарларды қолдануға болады, соңғысы микрошарлардың ішкі және сыртқы радиустарының арақатынасына байланысты. Төмен тығыздықты синтетикалық көбіктерді өндіру әдісі, жүзу принципіне негізделген.
Қуаттылығы
Синтаксистік көбіктердің қысымға төзімділік қасиеттері көбінесе толтырғыш бөлшектердің материалдық қасиеттеріне күшті байланысты. Жалпы алғанда, материалдың қысым беріктігі оның тығыздығына пропорционалды. Цементті синтетикалық көбіктер қысым беріктігі жоғарырақ, ал тығыздығы төменірек болатыны хабарланады. Матрицалық материал тартылу қасиеттеріне көбірек әсер етеді. Бөлшектерге химиялық беттік өңдеу жасау, мысалы, шыны бөлшектері мен эпоксидті матрица арасында мықты байланыстардың қалыптасуына мүмкіндік беретін силаналандыру арқылы тартылу беріктігін айтарлықтай жақсартуға болады. Талшықты материалдарды қосу да тартылу беріктігін арттырады.
The matrix material has more influence on the tensile properties. Tensile strength may be highly improved by a chemical surface treatment of the particles, such as silanization, which allows the formation of strong bonds between glass particles and epoxy matrix. Addition of fibrous materials can also increase the tensile strength.