আবরণে ফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ারের প্রয়োগ

Hollow glass microspheres (HGM), as a filler in composite materials, have been widely applied in fields such as coating and painting, specialty materials, and resource exploration due to their lightweight, hollow structure, thermal insulation, and chemically stable properties. In recent years, within the coatings industry, researchers have significantly addressed challenges such as poor interfacial compatibility and weak interfacial bonding strength between HGM and resin matrices through modification technologies. These advancements have gradually mitigated various defects in HGM-enhanced coatings, leading to increasingly broader application scopes and more outstanding performance characteristics. This article will briefly analyze the diverse applications of hollow glass microspheres in the coatings field and explore their future prospects.

তাপ নিরোধক আবরণ

HGM-এর ঘনত্ব কম এবং তরলতা বেশি। এর তাপীয় পরিবাহিতাও কম। এই বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, এটি তাপ নিরোধক যৌগিক পদার্থে একটি গুরুত্বপূর্ণ ফিলার হিসেবে কাজ করে। এর ছোট, ফাঁপা গোলকের আকৃতি আলোর প্রবাহকে শেলের সাথে আঘাত করলে পরিবর্তন করে। এটি আবরণের পিছনে ছড়িয়ে পড়া এবং আলোর প্রতিফলন উন্নত করে। ফলস্বরূপ, এটি বাহ্যিক তাপীয় বিকিরণ শক্তির মধ্য দিয়ে যাওয়া কমায় এবং তাপকে দূরে রাখে। এছাড়াও, HGM-এর পাতলা-দেয়ালযুক্ত ফাঁপা কাঠামোর তাপীয় পরিবাহিতা বাতাসের [0.026 W/(m·K)] এর কাছাকাছি। এই বৈশিষ্ট্যটি আবরণের উভয় পাশে তাপ পরিবাহিতা কার্যকরভাবে কমাতে সাহায্য করে।

সম্প্রতি, গবেষকরা বিভিন্ন তাপ নিরোধক আবরণে HGM ব্যবহার করেছেন।

তাপ নিরোধক প্রভাব কয়েকটি মূল বিষয়ের উপর নির্ভর করে:

• কণার আকার
• কণার ঘনত্ব
• লেপের বেধ
• যোগ করা পরিমাণ

ঘন তাপ নিরোধক আবরণ সাধারণত HGM এর তাপ নিরোধক প্রভাব উন্নত করে। তবে, শুকিয়ে যাওয়ার সাথে সাথে ভেজা আবরণের তীব্র সংকোচনও হতে পারে, যা আবরণের আনুগত্য উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে। আবরণের পুরুত্ব হ্রাস করার সাথে সাথে আবরণের আনুগত্য উন্নত করা একটি গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জ। আমাদের কার্যকর পৃষ্ঠ পরিবর্তন এবং HGM এর একটি অভিন্ন বিচ্ছুরণ প্রয়োজন। এছাড়াও, আমাদের নিশ্চিত করতে হবে যে আবরণটি চমৎকার তাপ নিরোধক কর্মক্ষমতা বজায় রাখে। বর্তমান গবেষণায় এই ভারসাম্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

অগ্নি প্রতিরোধক আবরণ

HGM একটি অজৈব উপাদান। এটি অ-দাহ্য এবং অগ্নি-প্রতিরোধী। এই বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, এটি অগ্নি-প্রতিরোধী আবরণ তৈরিতে ব্যবহার করা যেতে পারে। HGM তাপ স্থানান্তরকে ধীর করে অগ্নি-প্রতিরোধী হিসেবে কাজ করে। এর কম তাপ পরিবাহিতা বাইরের তাপকে ভিতরে পৌঁছাতে বাধা দেয়। এটি আবরণ পৃষ্ঠে শিখার বিস্তারকে ধীর করতে সাহায্য করে। ফলস্বরূপ, এটি সাবস্ট্রেটে তাপীয় পচনের হার হ্রাস করে। এছাড়াও, HGM এর হালকা ওজন পুরু, অ-প্রসারণকারী অগ্নি-প্রতিরোধী আবরণের ঘনত্ব কমায়। এটি ইস্পাত কাঠামোর সাবস্ট্রেটের উপর বোঝা কমাতে সাহায্য করে।

গবেষণায় দেখা গেছে যে, HGM ফিলারযুক্ত অগ্নি প্রতিরোধক আবরণ এক্সপেন্ডেড পার্লাইট বা সেপিওলাইটযুক্ত আবরণের তুলনায় ভালো কাজ করে। একই পরিমাণ যোগ করার পরেও এটি সত্য। অন্যান্য গবেষকরা HGM কে ফিলারের সাথে একত্রিত করেছেন। এর মধ্যে রয়েছে ন্যানো-সিলিকা, ফাঁপা সিলিকা মাইক্রোবিডস এবং বোরন কার্বাইড। তারা অগ্নি প্রতিরোধক কর্মক্ষমতার জন্য সেরা মিশ্রণ খুঁজে পেয়েছেন। তীব্র অগ্নি প্রতিরোধক আবরণে HGM অন্যান্য অগ্নি প্রতিরোধককে প্রসারিত হতে বাধা দেয়। এর ফলে আবরণটি খোসা ছাড়তে পারে এবং এর অগ্নি প্রতিরোধক শক্তি হ্রাস পেতে পারে। অতএব, অগ্নি প্রতিরোধক ফিলার হিসাবে ব্যবহার করা হলে, HGM অ-প্রসারণযোগ্য অগ্নি প্রতিরোধক আবরণে বেশি ব্যবহৃত হয়।

জারা-বিরোধী আবরণ

HGM has strong compressive strength and resists corrosion well. It also has good chemical stability. So, it can be used to make anti-corrosion coatings. It boosts wear and impact resistance in the coating. It also reduces porosity. This slows salt and moisture from getting in. As a result, the steel structure lasts longer. In anti-corrosion coatings, HGM helps zinc powder spread out evenly. Its round shape is like a ball bearing. This makes the coating flow better. It stops the filler from settling and boosts zinc powder efficiency.

গবেষকরা আবিষ্কার করেছেন যে কিছু জিঙ্ক পাউডার HGM দিয়ে প্রতিস্থাপন করলে আবরণের খরচ কমানো সম্ভব। এটি এখনও জারা-বিরোধী মান পূরণ করে, তবে লবণ স্প্রে প্রতিরোধ ক্ষমতা কম হবে। HGM এবং থিক্সোট্রপিক এজেন্ট একসাথে ভালোভাবে কাজ করে। তারা জিঙ্ক পাউডার জমাট বাঁধা বা স্থির হওয়া বন্ধ করে। এটি সংরক্ষণের সময় জারা-বিরোধী আবরণকে স্থিতিশীল রাখতে সাহায্য করে। HGM-এর একটি ইতিবাচক গোলাকার গঠন রয়েছে। এর অর্থ হল এটি অন্যান্য ফিলারের তুলনায় কম তেল শোষণ করে। সুতরাং, এটি আবরণের সান্দ্রতা কমাতে সাহায্য করে। ফলস্বরূপ, এটি নির্মাণ কর্মক্ষমতা উন্নত করে। HGM আবরণের তরলতা উন্নত করতে পারে। এটি জিঙ্ক পাউডারকে সমানভাবে ছড়িয়ে দিতে সাহায্য করে। এটি পেইন্ট ফিল্মের ফাটল প্রতিরোধ করে এবং সেই ফাটলগুলির স্ব-মেরামতের প্রচার করে।

রাডার শোষণকারী আবরণ

সামরিক অস্ত্রে শোষণকারী আবরণের গুরুত্বপূর্ণ ব্যবহার রয়েছে। ঐতিহ্যবাহী শোষণকারী আবরণে প্রায়শই ফেরাইট এবং ধাতব পাউডারের মতো ফিলার ব্যবহার করা হয়। এই উপকরণগুলি ঘন, যার ফলে অস্ত্র এবং সরঞ্জামের ওজন কমানো কঠিন হয়ে পড়ে। HGM নিজে থেকে শোষণ করে না। তবে, যদি আপনি এটিকে Ag, Ni, Co, অথবা Cu এর মতো ধাতু দিয়ে প্রলেপ দেন, তাহলে এটি একটি ভাল শোষণকারী উপাদান হয়ে ওঠে। HGM এর ফাঁপা কাঠামো বহুবার তড়িৎ চৌম্বকীয় তরঙ্গ প্রতিফলিত করতে পারে। এর পৃষ্ঠের ধাতু হিস্টেরেসিস লস এবং ফেরোম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স লস তৈরি করে। এই সংমিশ্রণ কার্যকরভাবে তড়িৎ চৌম্বকীয় শিল্ডিং প্রদান করে।

বর্তমান গবেষণায় দেখা গেছে যে HGM-এর উপর রাসায়নিক ধাতুর প্রলেপ মূলত শোষক তৈরির লক্ষ্যে কাজ করে। শোষণকারী আবরণের জন্য এটি ফিলার বা আঠালো হিসেবে ব্যবহার করা অস্বাভাবিক। ধাতু বা ফেরাইট দিয়ে HGM-এর প্রলেপ শোষণকারী আবরণে এর ব্যবহার উন্নত করতে পারে। এই পদ্ধতির লক্ষ্য হল পাতলা, হালকা, প্রশস্ত এবং শক্তিশালী উপকরণ তৈরি করা।

গবেষণা ও উন্নয়নে HGM উল্লেখযোগ্য সাফল্য অর্জন করেছে। তারা তাপ-নিরোধক আবরণ, অগ্নি-প্রতিরোধী আবরণ, ক্ষয়-প্রতিরোধী আবরণ এবং রাডার শোষণকারী আবরণ সহ বেশ কয়েকটি ক্ষেত্রে অগ্রগতি করেছে। আবরণ ক্ষেত্রের জন্য HGM-এর আকর্ষণীয় পরিকল্পনা রয়েছে। তারা কার্যকরী মান উন্নত করার উপর মনোনিবেশ করবে। উৎপাদন খরচ কমানোর লক্ষ্যও তাদের রয়েছে। পরিবর্তন পদ্ধতির অপ্টিমাইজেশন আরেকটি মূল লক্ষ্য। এছাড়াও, তারা বিচ্ছুরণ এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য উন্নত করতে চায়। পরিশেষে, HGM কম-ঘনত্বের আবরণ বাজারে প্রসারিত হতে প্রস্তুত।