高强玻璃纤维简介
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(二)高强度、高弹性模量酌玻璃纤维。
(1)高强玻璃纤维主要有镁铝硅酸盐纤维(S纤维),硼硅酸盐纤维。
S纤维经过HTS处理后(这是一种前处理法)强度提高30 - 40%,该纤维抗拉强度49000Kg/cm2,弹性模量9×Kg/cm2,耐温好,816℃时强度为8600Kg/crn2,因拉丝温度高(1400℃)后来又研究出硼铝硅酸盐纤维,抗拉强度随成分不同而异,比E纤维高10~ 50%。
(2)高模量玻璃纤维。
氧化铍(Be0)可提高纤维弹性模量,有剧毒。
含铍玻璃纤维(M纤维)弹性模最高,约11.5×l05Kg/cm2,抗拉和E纤维相近。
不含铍的高弹纤维(含ZnO2,TiO2等)弹性模量为12.6×Kg/Cm2。
(三)特种非金属无机纤维及晶须。
随着空间技术及电子技术的迅速发展,对结构材料的性能如比强度、比弹性、耐热、绝缘等提出了更高要求,玻璃纤维的弹性模量较低,高温下陡降,限制了FRP的应用,因此,世界上又相继研制出如下新型材料。
(1)碳纤维。
是将有机纤维(如人造丝、聚丙烯腈、木质素、特制沥青等)经过氧化、碳化、石墨化等措施制得。
在2000℃下以碳化制得碳纤维。
加热至3000℃石墨化制得石墨纤维。
两者统称为碳纤维。
碳纤维在3000℃下不软化,耐腐蚀,电阻率为—·厘米。
热膨胀系数小,抗热冲击,无毒、不自然,密度1.42。
1.63克/cm3,直径6.6—7.4u。
含碳99.1—gg.g%,拉伸强度1.1~2×Kg/cm2.弹性模量1.8—3.5×kg/cm2,断裂延伸率0.6—0.7%,因力有了这些性能,用其和树脂、橡胶、金属、陶瓷等材料复合,其制品适用于宇宙航行、深海潜水,电子等方面。
石墨纤维在增强塑料中,用作耐烧镬材料,一般用酚醛树脂作粘结剂。
比如,用热解人造丝织物增强的酚醛层压板在室温下的性能是:石墨纤维经过表现处理后的环氧树脂层压板性能比酚醛的要高得多。
高强玻纤用途高强玻纤,作为一种特殊材料,具有广泛的用途和重要的意义。
它的高强度、耐热性和耐腐蚀性使其在各种领域得到广泛应用。
本文将从不同角度介绍高强玻纤的用途,展示其在现代社会中的重要性。
高强玻纤在建筑领域中扮演着重要角色。
由于其优异的强度和耐候性,高强玻纤被广泛应用于建筑结构中。
例如,高强玻纤增强的混凝土可以大幅提高建筑物的承载能力和耐久性,使建筑更加安全稳固。
此外,高强度玻纤还可以用于制造建筑外墙、屋顶和地板等结构材料,提高建筑物的抗风抗震能力。
高强玻纤在航空航天领域也发挥着重要作用。
航空航天工程对材料的要求非常苛刻,需要材料具有轻量化、高强度和耐高温的特性。
高强玻纤正是符合这些要求的理想材料之一。
在航空航天器的制造中,高强玻纤被广泛用于制造机身、机翼和推进器等部件,提高了航空器的性能和安全性。
高强玻纤还在汽车制造领域得到了广泛应用。
汽车是现代社会的重要交通工具,对汽车材料的要求也越来越高。
高强玻纤具有较高的强度和刚度,可用于制造汽车车身、底盘和零部件等。
利用高强玻纤可以减轻汽车重量,提高燃油效率,降低尾气排放,符合现代汽车工业的可持续发展趋势。
高强玻纤还在船舶制造、风力发电、体育器材等领域得到广泛应用。
在船舶制造中,高强玻纤可以提高船体的强度和耐腐蚀性,延长船舶的使用寿命。
在风力发电领域,高强玻纤被用于制造风力叶片,提高风力发电机组的性能和效率。
在体育器材制造中,高强玻纤被用于制造高档运动器材,如网球拍、高尔夫球杆等,提高了运动器材的性能和使用寿命。
高强玻纤作为一种优秀的材料,具有广泛的用途和重要的意义。
在建筑、航空航天、汽车、船舶、风力发电和体育器材等领域,高强玻纤都发挥着重要作用,推动了各行业的发展和进步。
相信随着科技的不断进步和材料工艺的不断创新,高强玻纤在未来将有更广阔的应用前景,为人类社会的发展做出更大的贡献。
高强玻璃纤维的现状及发展趋势高强玻璃纤维是一种通过将玻璃熔化并将其拉伸成纤维形状而得到的材料。
高强度是这种材料的主要特点之一,其抗拉强度可以达到1000MPa以上,是普通玻璃纤维的几倍。
高强玻璃纤维还具有出色的耐热性能,在高温环境下依然能够保持一定的强度。
此外,高强玻璃纤维还具有优秀的耐腐蚀性能,可以在酸碱等腐蚀性介质中长期使用。
高强玻璃纤维在航空航天、汽车制造、海洋工程等领域有着广泛的应用。
在航空航天领域,高强玻璃纤维可以用于制造飞机机身、发动机罩、机翼等部件,其高强度和轻量化的特点可以有效提高飞机的性能。
在汽车制造领域,高强玻璃纤维可以用于制造车身、底盘等部件,能够提高汽车的安全性能和燃油经济性。
在海洋工程领域,高强玻璃纤维可以用于制造海洋平台、海洋管道等设施,能够具备良好的耐海水腐蚀性能。
随着科技的进步和人们对高强度材料需求的不断增加,高强玻璃纤维的发展也呈现出一些新的趋势。
首先,高强玻璃纤维的强度还有进一步提高的空间。
目前的研究重点是改善纤维拉伸过程中的温度和拉伸速度控制,以提高纤维的拉伸强度。
其次,高强玻璃纤维的应用范围将进一步扩大。
随着新型技术的不断涌现,高强玻璃纤维可以应用于更多的领域,如医疗器械、体育用品等。
此外,高强玻璃纤维的表面修饰和复合材料化也是发展的方向之一、通过表面修饰可以提高纤维与基体材料的黏附性和相容性,从而提高复合材料的力学性能和工艺性。
高强玻璃纤维的发展还面临一些挑战。
首先,生产高强度玻璃纤维的技术要求较高,需要精确控制熔料的成分和拉伸过程的参数。
同时,纤维拉伸过程中易产生孔洞、结晶缺陷等问题,限制了纤维的强度。
其次,高强玻璃纤维的原材料比普通玻璃纤维更昂贵,增加了制造成本。
另外,高强玻璃纤维的热稳定性有待进一步提高,以满足高温环境下的使用要求。
为了克服这些挑战,科研人员需要继续深入研究高强玻璃纤维的生产工艺和材料性能,开发出更先进的制备工艺和改善纤维的结构和性能。
高强度玻璃纤维聚合物复合材料化学与化学工程学院李小晨应化133 20130140752014/11/20高强度玻璃纤维聚合物复合材料李小晨齐齐哈尔大学化学与化学工程学院应用化学专业简要:高强度玻璃纤维是高级复合材料的重要增强材料之一。
它以其高强度、高模量、高耐热性、高耐腐蚀性等优异性能,广泛应用于航天、航空、兵器、舰船、化工等对复合材料性能要求更苛刻的领域。
功能复合材料在抗激光、抗核爆、吸波、隐身以及其它的光、电、磁等性能方面具有突出的特点。
关键字:高强度玻璃纤维聚合物现状应用综述High strength glass fiber reinforcedpolymer compositesXiaochen LiApplied Chemistry of School of chemistry and chemical engineering of Qiqihar University Abstract: high strength glass fiber is one of the important reinforcing material ofadvanced composite materials. Because of its high strength, high modulus, high heat resistance, high corrosion resistance and other excellent properties, widely used in aerospace, aviation, weapons, ships, chemical and other more demanding field on the properties of composite. Functional composite material has outstanding characteristics in anti laser, anti nuclear, absorbing, stealth andother optical, electric andmagnetic properties.Keywords: high strength glass fiber functional composite application status review引言:高强度玻璃纤维,美国称s纤维,法国称R纤维,日木称T纤维,我国则称H Sz纤维(以前称高强2号或S: )。
玻璃纤维简介范文玻璃纤维是一种由玻璃熔体或纤维素溶液制成的纤维材料。
它具有良好的物理和化学性质,在工业、建筑和民用领域被广泛应用。
本文将详细介绍玻璃纤维的制备过程、特性和应用领域。
一、制备过程玻璃纤维的制备过程通常包括以下几个步骤:1.原料准备:选择合适的玻璃或纤维素作为原料。
2.熔融:原料在高温下熔融为液体。
3.纤维化:利用旋转法、熔体抽拉法或湿法纺丝法将熔融液体制成纤维。
4.固化:将纤维通过卷绕、层叠或热固化等方式固化成型。
二、特性1.轻质:玻璃纤维是一种低密度材料,具有轻质的特点。
2.高强度:玻璃纤维具有高强度和刚度,可以用于制造高强度的复合材料。
3.耐腐蚀:玻璃纤维具有卓越的抗腐蚀性能,能够在酸、碱和盐等恶劣环境中长期使用。
4.绝缘性能:玻璃纤维是一种良好的绝缘材料,可以用于电气和电子行业。
5.耐高温性:玻璃纤维具有良好的耐高温性能,可以在高温环境中长期工作。
三、应用领域1.建筑领域:玻璃纤维被广泛应用于建筑材料的制造,如墙板、天花板和屋顶等。
2.汽车制造:玻璃纤维可以用于汽车制造中的车身和内饰件,具有轻质和高强度的优势。
3.航空航天领域:由于玻璃纤维具有轻质和耐高温性能,因此在航空航天领域中被广泛应用于制造飞机和航天器的结构材料。
4.电气和电子行业:玻璃纤维可以用于制造电线电缆、绝缘板和电子元件等。
5.管道领域:玻璃纤维加固的管道具有耐腐蚀和耐高压的特点,在化工和石油行业中得到广泛应用。
玻璃纤维作为一种重要的功能性材料,具有众多优点和广泛应用领域。
随着科技的发展和人们对材料性能要求的提高,玻璃纤维的制备工艺和应用技术也将不断创新和发展,为各个领域的发展做出更大的贡献。
玻璃纤维产品介绍玻璃纤维是一种由玻璃材料制成的纤维状新材料,具有优异的性能和广泛的应用领域。
本文将对玻璃纤维的定义、制造工艺、性能特点以及主要应用进行详细介绍。
一、定义玻璃纤维是由玻璃材料制成的纤维状产品,一般采用无机玻璃纤维作为原料,通过拉伸、捻绕等工艺制成不同形态的纤维。
玻璃纤维具有高强度、高模量、耐腐蚀、耐高温等优点,因此被广泛应用于建筑、交通运输、电子电器、冶金等领域。
二、制造工艺1.原料准备:选用高质量的无机玻璃作为原料,通过熔融、调整成分等工艺制备玻璃浆料。
2.成纤:将玻璃浆料经过融化后挤出成纤维,然后通过拉拔、捻绕等工艺调整纤维的直径和长度。
3.细纤:将成纤的玻璃纤维进行破碎,得到所需长度的细纤维。
4.喷涂:将细纤涂覆在模具上,通过加热和固化形成玻璃纤维制品。
三、性能特点1.高强度:玻璃纤维具有较高的拉伸强度和弯曲强度,强度可以根据应用需求进行调整。
2.高模量:玻璃纤维的刚度较高,具有良好的抗弯性能和稳定性。
3.耐腐蚀:玻璃纤维具有优异的耐腐蚀性能,可以在酸碱介质中长期使用。
4.耐高温:玻璃纤维在高温条件下继续保持强度和刚度,不易熔融或变形。
5.绝缘性能:玻璃纤维是一种优良的绝缘材料,具有良好的电绝缘性能和导热性能。
6.轻质:玻璃纤维比重较轻,可以有效减轻结构的自重,提高整体性能。
四、主要应用1.建筑领域:玻璃纤维可以制成玻璃纤维增强塑料(FRP)板材、管材等,用于建筑物的隔热、防水、装饰等。
2.交通运输:玻璃纤维可以制成汽车外壳、船舶船体、飞机机身等,具有优异的强度和轻质化特点。
3.电子电器:玻璃纤维可以制成电子电器的绝缘材料、电路板基材等,具有良好的绝缘性能和导热性能。
4.冶金领域:玻璃纤维可以制成耐火材料、炉衬等,用于熔炼金属和高温工艺的隔热和保护。
5.医疗领域:玻璃纤维可以制成医疗器械、医用纱布等,用于外科手术、创伤包扎等医疗应用。
总结:玻璃纤维作为一种重要的纤维状新材料,具有高强度、高模量、耐腐蚀、耐高温等优异性能,广泛应用于建筑、交通运输、电子电器、冶金等领域。
HS4高强玻璃纤维无捻粗纱
HS4高强玻璃纤维无捻粗纱(以下简称HS4高强粗纱)是目前国内力学性能最佳并已量产的高强高模量玻璃纤维,纤维强度比无碱玻纤高35%,模量高20%,用于高韧性及长疲劳寿命复合材料增强基材。
HS4高强粗纱开发结合我国直升机旋翼系统复合材料全面国产化重点任务
需求,承担任务单位中材科技股份有限公司先后突破了高强4号大容量熔制、大漏板纤维成形及专用浸润剂等关键技术,并进一步开展技术集成,首次在国内实现了高强玻璃纤维一步法池窑化生产,为实现HS4高强粗纱高均匀性工程化制造奠定了良好的技术基础。
HS4高强粗纱已用于国产AC313大型民用直升机旋翼复合材料桨叶,满足了直升机旋翼系统各项设计要求,实现了我国航空结构件关键原材料的自主保障。
HS4高强粗纱优异性能得到多家先进复合材料制造商的认可,将HS4高强粗纱与碳纤维混杂用于复合材料棒球棒,HS4高强粗纱柔性优异,工艺性佳,制成的球棒质轻、高强,满足球棒特定的弹性系数设计要求,球棒表面光洁均匀。
HS4高强粗纱用于电缆加强碳芯的保护套,充分发挥其高强高模和绝缘特性,采用HS4粗纱增强的防护套拉伸强度较无碱玻纤提高20%、断裂延伸率提高13%,在满足电绝缘性能同时有利于提高电缆架设的跨距。
HS4高强粗纱作为国产高强玻璃纤维提档产品,其需求量年均增长在25%以上,在航天、航空、舰船、通讯、电力等领域复合材料上广泛应用。
玻璃纤维强度高的原因
玻璃纤维是一种由玻璃熔体拉制而成的纤维状材料,具有很高的强度。
其强度高的原因主要有以下几点:
1. 玻璃纤维的化学成分:玻璃纤维主要由硅酸盐类和氧化物组成,其中硅酸盐类是一种具有很高强度的物质。
硅酸盐类具有特殊的晶格结构,使得玻璃纤维具有很高的强度和刚度。
2. 玻璃纤维的制备工艺:玻璃纤维的制备过程中,通过拉制和冷却等工艺,使得纤维内部结构紧密有序。
这种紧密有序的结构使得玻璃纤维具有很高的强度和刚度。
3. 玻璃纤维的纤维形态:玻璃纤维是一种纤维状材料,具有较长的纤维长度和较小的直径。
这种纤维形态使得玻璃纤维能够承受较大的拉伸力,从而具有很高的强度。
4. 玻璃纤维的表面处理:为了提高玻璃纤维的粘结性和耐久性,常常对其表面进行处理。
例如,可以对玻璃纤维表面进行涂覆或改性,增加其与其他材料的粘结力,从而提高其强度。
5. 玻璃纤维的应用领域:玻璃纤维广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑材料等领域。
在这些领域中,对材料的强度要求很高,因此选择玻璃纤维作为材料能够满足这些要求。
玻璃纤维具有很高的强度主要是由于其化学成分、制备工艺、纤维
形态、表面处理以及应用领域等因素的综合作用。
这些因素使得玻璃纤维具有很高的强度和刚度,适用于各种高强度要求的应用场景。
高强玻纤用途高强玻纤是一种高性能的复合材料,由玻璃纤维和树脂组成。
它具有高强度、高刚度、耐腐蚀、耐热、耐磨、耐老化等优良性能,被广泛应用于航空、航天、汽车、建筑、电子、体育器材等领域。
在航空航天领域,高强玻纤被用于制造飞机、导弹、卫星等。
它的高强度和轻质化特性使得飞机的重量大大减轻,提高了飞行速度和燃油效率。
同时,高强玻纤还具有良好的耐腐蚀性能,能够在恶劣的环境下长期使用。
在汽车领域,高强玻纤被广泛应用于汽车外壳、底盘、发动机罩等部件的制造。
它的高强度和刚度可以提高汽车的安全性能和稳定性,同时也可以减轻汽车的重量,提高燃油效率。
此外,高强玻纤还具有良好的耐热性能,可以在高温环境下长期使用。
在建筑领域,高强玻纤被用于制造建筑材料,如墙板、屋顶、地板等。
它的高强度和刚度可以提高建筑物的抗震性能和稳定性,同时也可以减轻建筑物的重量,降低建筑成本。
此外,高强玻纤还具有良好的耐老化性能,可以长期保持建筑物的美观和耐用性。
在电子领域,高强玻纤被用于制造电子产品外壳、电路板等部件。
它的高强度和刚度可以保护电子产品不受外界冲击和振动的影响,同时也可以减轻电子产品的重量,提高携带便利性。
此外,高强玻纤还具有良好的绝缘性能,可以保护电子产品不受电磁干扰和静电影响。
在体育器材领域,高强玻纤被用于制造滑雪板、高尔夫球杆、网球拍等器材。
它的高强度和刚度可以提高器材的使用寿命和性能,同时也可以减轻器材的重量,提高使用舒适性。
此外,高强玻纤还具有良好的耐磨性能,可以保护器材不受磨损和损坏的影响。
高强玻纤具有广泛的用途和应用前景,它的优良性能为各个领域的发展提供了有力的支持和保障。
高强玻璃纤维的用途引言高强玻璃纤维是一种由玻璃纤维增强的聚合物复合材料,具有高强度、轻质、耐腐蚀等特点。
它被广泛应用于各种领域,本文将详细介绍高强玻璃纤维的用途。
建筑行业1. 墙体材料•高强玻璃纤维能够提供出色的抗拉强度和耐压能力,使其成为墙体材料的理想选择。
•轻质的特点使得高强玻璃纤维成为了绿色建筑的重要组成部分。
•高强度玻璃纤维可以用于制作隔热材料,提高建筑物的能效。
2. 地板材料•高强玻璃纤维加强地板材料的强度和刚度,使其具备了抵抗变形和磨损的能力。
•另外,高强玻璃纤维还具备良好的耐火性能,使其在建筑业中的使用越来越普遍。
航空航天领域1. 飞机制造•高强度玻璃纤维被广泛用于飞机制造的结构部件,如机翼、水平尾翼和垂直尾翼。
•应用高强度玻璃纤维能够在一定程度上减轻飞机的重量,提高其燃油效率和飞行性能。
2. 火箭制造•高强玻璃纤维同样在火箭制造中发挥着重要作用,可以用于制作火箭的外部保护层和隔热层。
•高强度玻璃纤维能够在极端的温度和压力条件下保持其结构完整性,对火箭的运载能力和安全性起到关键性的作用。
汽车制造业1. 车身材料•高强度玻璃纤维在汽车制造业中被广泛用于生产轻量化和高强度的车身材料。
•使用高强度玻璃纤维作为车身材料能够减轻汽车的重量,提高燃油效率和行驶性能。
2. 发动机零部件•高强度玻璃纤维还可以用于制作发动机零部件,如风扇叶片和排气管。
•其具备的高温耐受性能能够在发动机的高温环境下保持结构的完整性,提高发动机的使用寿命和效率。
电子与通信行业1. 光纤传输•高强度玻璃纤维是光纤通信的重要组成部分,能够有效地传输光信号。
•使用高强度玻璃纤维制造的光纤具有更低的信号衰减和更高的传输速度,被广泛用于长距离通信和宽带网络。
2. 电子元件•高强度玻璃纤维可以用于制造电子元件,如电路板和电器外壳。
•其具备的耐热性和电绝缘性能能够确保电子元件的稳定性和安全性。
水处理领域•高强玻璃纤维过滤器在水处理领域中的使用越来越广泛。
玻璃纤维介绍玻璃纤维的定义玻璃纤维是由纯净的玻璃原料经过高温熔化后,通过纤维化工艺形成的纤维状材料。
它具有轻质、高强度、绝缘性好等优良特点,常用于建筑、航空航天、汽车制造等领域。
玻璃纤维的制造工艺1.玻璃纤维的原料选择:通常采用石英砂、石灰石、长石、碳酸钠等作为玻璃纤维的原料。
2.玻璃纤维的熔化:原料按照一定比例混合后,放入高温的玻璃窑炉中进行熔化,使得原料成为粘稠状的玻璃液。
3.玻璃纤维的纤维化:将熔化的玻璃液通过喷丝机或拉丝机进行纤维化处理,形成玻璃纤维。
4.玻璃纤维的整理加工:将纤维材料进行切断、整理、染色等加工,以便满足不同领域的需求。
玻璃纤维的特性和优点1.轻质高强度:玻璃纤维是一种轻质材料,具有高强度和刚度,可以在相对较小的重量下承受较大的载荷。
2.耐腐蚀:玻璃纤维对酸、碱、盐等腐蚀性介质具有较好的耐腐蚀性,适用于复杂的工作环境。
3.绝缘性好:玻璃纤维具有优良的绝缘性能,可以有效隔离电流和热量,在电气设备、建筑物、航天器等领域有广泛应用。
4.耐高温:玻璃纤维能够在高温环境下长时间稳定工作,适用于高温炉窑、航空发动机等领域。
5.耐磨损和抗老化:玻璃纤维具有较好的耐磨损性和抗老化性能,使用寿命较长。
6.易于加工:玻璃纤维可以进行切割、钻孔、粘接、模压等多种加工方式,方便制造各种形状和结构的制品。
玻璃纤维的应用领域1.建筑领域:玻璃纤维被广泛应用于建筑领域,如建筑外墙保温、防水层、墙体隔音等。
2.航空航天领域:玻璃纤维可以用于制造飞机、航天器的结构件、隔热材料等。
3.汽车制造领域:玻璃纤维被应用于汽车外壳、座椅、车顶等部位,提高车辆的强度和安全性能。
4.电子电气领域:玻璃纤维用于电线电缆、印刷电路板等领域,提供绝缘和导电能力。
5.能源领域:玻璃纤维用于太阳能板、风力发电叶片等领域,提高能源的利用效率。
玻璃纤维的市场前景和发展趋势随着科技的进步和应用领域的扩大,玻璃纤维的市场前景广阔。
随着环保意识的增强,玻璃纤维作为一种可回收利用的材料,将在建筑、能源等领域得到更广泛的应用。
我国高强度玻璃纤维的研制与应用作者:危良才来源:《新材料产业》 2013年第2期文/ 危良才中国玻璃纤维工业协会顾问玻璃纤维具有耐高温、抗腐蚀、强度高、吸湿性低及伸长率小等一系列优异特性,是国民经济中不可或缺的高新技术材料。
自20世纪30年代末期玻璃纤维问世以来,世界各国均致力于开发具有更高性能的特种功能玻璃纤维。
科研人员通过改变玻璃的化学组分与性能关系、改变玻璃纤维的截面形状、采用新的纤维成型工艺和表面处理技术等,成功研制了各种性能优异的玻璃纤维,如高强玻璃纤维、低介电常数玻璃纤维、耐高温的高硅氧玻璃纤维、异形截面玻璃纤维、轻质透波空心玻璃纤维、镀金属玻璃纤维、耐辐射和中子混合辐射的耐辐照玻璃纤维等。
这些玻璃纤维品种成为高性能复合材料的重要增强基材和功能材料。
我国于20世纪60年代中期开始研制高强度玻璃纤维,研制单位是南京玻璃纤维研究设计院。
该院于1968年成功研制了高强1号玻璃纤维,20世纪70年代中期又成功研制出了高强2号玻璃纤维,1974年10月通过技术鉴定后投入工业化生产。
20世纪90年代,该院在高强2号玻璃纤维的基础上,又进一步提高强度和模量,继续成功研制高强3号和4号玻璃纤维。
本文以南京玻璃纤维研究设计院的玻璃纤维研制为例,介绍国内高强度玻璃纤维的研制及应用情况。
一、玻璃化学组分的设计高强玻璃纤维的玻璃化学组分为二氧化硅-三氧化二铝-氧化镁(SiO2-Al2O3-MgO)或SiO2-Al2O3-氧化钙(C a O)- M g O。
该类化学组分的玻璃纤维具有高强度、高模量、耐高温和抗腐蚀等特性,与E玻璃纤维相比,其拉伸强度可提高30%~40%,弹性模量可提高10%~20%。
高强玻璃纤维生产的关键技术是玻璃熔制和纤维成型。
因SiO2-Al2O3-MgO系统玻璃熔制和析晶上限温度高,析晶速度快,玻璃液粘度大,气泡难排除,给拉丝作业带来了较大的困难。
为了选择最佳玻璃组分,研究人员院先后设计了22个玻璃组分,其主要化学成分组成为:S iO221.5%~65%、Al2O35%~31%、MgO 6%~15%。
玻璃纤维介绍一、引言玻璃纤维是一种深受欢迎的材料,具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点,在建筑、汽车、航空航天等领域得到了广泛应用。
本文将从玻璃纤维的定义、制备方法、物理性质和化学性质等方面进行详细介绍。
二、定义玻璃纤维是由玻璃制成的长丝状或细丝状的纤维材料,通常由硅酸盐和氧化金属组成。
它具有优异的机械性能和耐腐蚀性能,被广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
三、制备方法1. 熔融法:将玻璃加热至高温状态,然后通过旋转或拉伸等方式制成纤维。
2. 拉伸法:将预先制备好的小块玻璃加热至软化状态,然后通过拉伸机械设备将其拉成长丝状。
3. 湿法:将预先制备好的小块玻璃放入浸液中,在高温下进行拉伸和干燥,使其成为纤维。
四、物理性质1. 密度:玻璃纤维的密度通常为2.5-2.8g/cm³,比钢铁轻得多。
2. 强度:玻璃纤维具有优异的强度和刚度,通常比钢铁还要强。
3. 熔点:玻璃纤维的熔点通常在1000℃以上。
4. 热膨胀系数:玻璃纤维的热膨胀系数很小,可以抵抗高温变形。
五、化学性质1. 耐酸碱性:玻璃纤维具有良好的耐酸碱性能,可以在强酸和强碱环境下长期使用。
2. 耐腐蚀性:玻璃纤维不易受到大气污染和化学物质侵蚀,可以长期保持其外观和性能。
3. 透明性:玻璃纤维具有良好的透明性,在光学领域也有广泛应用。
六、应用领域1. 建筑领域:玻璃纤维可用于制作墙面板、屋顶板、隔热材料等。
2. 汽车领域:玻璃纤维可用于制作汽车外壳、车身结构和底盘等。
3. 航空航天领域:玻璃纤维可用于制作飞机机身、发动机罩等。
4. 其他领域:玻璃纤维还可以用于制作船舶、电器、化工设备等。
七、总结玻璃纤维是一种优异的材料,具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点,在建筑、汽车、航空航天等领域得到了广泛应用。
本文从定义、制备方法、物理性质和化学性质等方面进行了详细介绍,相信读者已经对玻璃纤维有了更深入的了解。
高强度玻璃纤维简介
1、高强玻璃纤维及制品性能
美国军标(M I L-R-60346C)规定,高强度(S)玻璃纤维G级无捻粗纱浸胶束纱强度不得低于2758M P a、无碱(E)玻璃纤维无捻粗纱浸胶束纱强度不得低于1930M P a,从标准规定上,高强玻璃纤维强度比无碱高43%。
表1为高强玻璃纤维与无碱玻璃纤维性能对比,从表1中可以看到,与无碱玻璃纤维相比,高强玻璃纤维具有更高的软化点、断裂伸长,以及更低的介电常数,因而可用于制作高强度、抗冲击和耐热等材料。
表2为用玻璃纤维增强的复合材料强度和模量,采用高强玻璃纤维增强的复合材料比普通无碱玻璃纤维增强的复合材料力学性能高18~60%。
表3为高强玻璃纤维和无碱玻璃纤维在不同温度下强度,高强玻璃纤维比无碱玻璃纤维具有更好的耐热性。
图1为高强和无碱玻璃纤维在不同P H值下的强度,高强玻璃纤维在不同酸碱的P H下的强度高于无碱。
表4为不同介质条件下高强和无碱玻璃纤维纱的质量损失率,相当无碱玻璃纤维,高强玻璃纤维在水、酸和碱等介质的湿热环境下质量损失率低于无碱玻璃纤维,具有更好的耐介质湿热性能。
高强玻璃纤维制品有无捻粗纱、直接无捻粗纱、短切纱、纺织纱、布、预浸料、混杂布(高强/碳纤维、高强/石英纤维、高强/无碱玻璃纤维)等多种产品。
表1高强玻璃纤维性能
性能 高强2号2高强4号 无碱玻璃
新生态强度 (M P a)402046003445
弹性模量 (G P a)82.986.472
浸胶纱强度 (M P a)2600~30002942~35752400
断裂伸长 % 5.25.44.8
密度 g/c m32.542.532.58
软化点 ℃ 930942846
表2 纤维增强树脂性能对比
层压板 经向性能 标准 高强玻璃纤维 无碱玻璃纤维 提高 % 拉伸强度 ISO 3268 660 MPa 392 MPa 68 % 拉伸模量 ISO 3268 27.6 GPa 20.9 GPa + 16 % 弯曲强度 ISO 178 451 MPa 258 MPa + 74 % 弯曲模量 ISO 178 27.3 GPa 21.8 GPa + 25.2 % 增强聚酯无
捻粗纱织物。
纤维含量 60%。
ILSS ISO 4585 30.9 MPa 20.4 MPa + 51 % 拉伸强度 ISO 3268 774 MPa 455 MPa + 70 % 拉伸模量 ISO 3268 28.6 GPa 22 GPa + 30 % 弯曲强度 ISO 178 770 MPa 650 MPa + 18 % 弯曲模量 ISO 178 29.8 GPa 24 GPa + 24 % 增强环氧树脂无捻粗纱织物。
纤维含量 60%。
ILSS ISO 4585
55.5 MPa 45 MPa + 23 % 拉伸强度 ISO 3268 709 MPa 574 MPa + 24 % 拉伸模量 ISO 3268 30.1 GPa 26.6 GPa + 13 % 弯曲强度 ISO 178 586 MPa 568 MPa + 3 % 弯曲模量 ISO 178 29.5 GPa 25.0 GPa + 18 % 8枚缎纹玻璃纤维织物增强环氧树脂。
纤维
含量 60%。
ILSS
ISO 4585
45.6 MPa
43.2 MPa
+ 4 %
表3 高强玻璃纤维和无碱玻璃纤维在不同温度下强度保留率 温度 ℃ 无碱强度保留率 %
高强 强度保留率 %
-200 200 300 400 500 600 700
100
98 82 65 46 14 --
100
100 91 77 61 45 27
图1 高强和无碱玻璃纤维纱在不同P H 值下强度
表4不同介质条件湿热环境下高强和无碱玻璃纤维质量损失率(%)
试验条件 高强
S4C9-600JA
(%)
无碱
EC9-960JA
(%)
高强相对损失
96℃、H2O,24hr 0.38 0.57 -33.33%
96℃、H2O,168hr 0.85 1.2 -29.17%
96℃、10%HCl,24hr 22.3 40.8 -45.34%
96℃、10%HCl ,168hr 25.6 43.8 -41.55%
96℃、10%H2SO4,24hr 32.2 38.4 -16.15%
96℃、10%H2SO4 ,168hr 39.2 43.5 -9.89%
96℃、10%Na2CO3,24hr 0.64 1.61 -60.25%
96℃、10% Na2CO3,168hr 0.81 1.67 -51.50%
2、高强玻璃纤维的应用
上世纪50年代,美国空军材料实验室(A F M L)与欧文斯科尔宁玻璃纤维(O C F)公司签订研发比金属铝更轻更强的材料,50年代末O C F研发成功S玻璃纤维并成功应用到“民兵Ⅱ”州际弹道导弹第三级发动机壳体上,大大减轻了导弹重量。
由于高强玻璃纤维具有高强、耐热、抗冲击、高透波等优异的综合性能,使其在高性能复合材料等领域中广泛应用。
欧文斯科尔宁公司(原O C F)用高强 Z e n T r o n T M无捻粗纱制造S i l e n t e x T M汽车消音器系统已在丰田汽车中使用,福特工程师采用S-2玻璃纤维生产汽车催化反应器的密封垫。
波音公司采用高强纤维制造货运输送带,波音A W A C等多种飞机雷达罩采用了高强玻璃纤维复合材料,飞机机身、机翼外壳、飞机地板等复合材料采用高强玻璃纤维增强,高强玻璃纤维在许多直升飞机叶片和传动件上也有应用。
空中客车A320是目前航空飞机中复合材料用量最大的一种飞机,高强玻璃纤维增强G L A R E板在A320飞机外壳、地板、挡火墙等部位上应用。
在许多防弹装甲车上、防弹服中也采用高强玻璃纤维作为防弹材料,且性价比优于芳纶纤维。
我国高强玻璃纤维在航天、航空、兵器、舰船、化工等领域广泛应用,如导弹发动机壳体,宇航飞机内衬、复合材料枪托、发射炮筒、高压容器、抽油杆、防弹装甲等。
随着高强玻璃纤维在压力容器、光缆、耐温材料、摩擦材料等工业领域的推广应用,对其需求量也在不断扩大。
中材科技股份有限公司
特种纤维事业部
2008-4-18。