玻璃纤维及其复合材料的发展和应用ppt课件

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第2章玻璃纤维PPT课件

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⑸A玻璃
亦称高碱玻璃，是一种典型的钠硅酸盐玻璃，它的Na2O含量高达14％，因而耐水性很差，很少用于玻璃纤维生产。
在国外主要用在生产玻璃棉、屋面沥青增强材科中，也可将A玻璃用于大辊筒拉丝工艺中，生产各种玻璃钢用的表面毡或连续原丝毡，主要是利用其耐酸性较好，可以置于玻璃钢表面层，提高制品耐化学性。
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⑶高强玻璃纤维
美国欧文斯—科宁公司生产的牌号为S和S-2玻璃纤维、法国圣戈班公司生产的R-玻璃纤维、日本日东纺生产的T玻璃纤维及我国生产的HS玻璃纤维均属于高强玻璃纤维。
特点:高强度、高模量。用它们生产的玻璃钢制品多用于军工、空间、防弹盔甲及运动器械。由于价格昂贵，目前在民用方面还不能得到推广，全世界产量也就几千吨左右。
⑺D玻璃
亦称低介电玻璃，用于生产介电强度好的低介电玻璃纤维。
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上述玻璃纤维目前实际的产量及价格差异甚大，下表简要地说明了这一情况，并可知无碱玻璃纤维是世界玻璃纤维的主流。
注：①不包括中国生产
E：电绝缘(无碱)玻璃; C：耐化学侵蚀(中碱)玻璃 ; A：高碱含量玻璃 ; D：介电性能优良的(低介电)玻璃; S：高机械强度(高强)玻璃 ; AR：耐碱玻璃 ECR：耐化学腐蚀无硼无碱玻璃
亦称中碱玻璃，优点：耐化学性特别是耐酸性优于无碱玻璃, 缺点：电气性能差，机械强度低于无碱玻璃纤维10％~20％。国外的中碱玻璃纤维含一定数量的B2O3 。我国的中碱玻璃纤维则完全不含硼。国外用途：中碱玻璃只是用于生产耐腐蚀的玻璃纤维产品，如用于生产玻璃纤维表面毡等，也用于增强沥青屋面材料，我国用途：中碱玻璃纤维占据玻璃纤维产量的一大半(60％)，广泛用于玻璃钢的增强以及过滤织物，包扎织物等的生产，因其价格低于无碱玻璃纤维而有较强的竞争力。

《玻璃纤维布简介》PPT课件ppt

维布在制造过程中不易变形。
玻璃纤维布的物理性能
密度
表示单位体积内玻璃纤维布的质量。密度小意味着纤维布具有较轻的重量，适用于需要减
轻重量的领域。
吸水率
衡量玻璃纤维布吸湿性能的指标。吸水率越低，纤维布的尺寸稳定性越好，受湿度影响越小。
透气性能
表示玻璃纤维布允许气体通过的能力。透气性能好的纤维布在一些特定应用（如过滤材料）中具有优势。
04
玻璃纤维布的应用案例
玻璃纤维布在建筑行业的应用
增强混凝土
01
玻璃纤维布可以作为混凝土的增强材料，提高混凝土的抗拉强
度和抗裂性能，有效延长建筑的使用寿命。
墙体保温
02
玻璃纤维布与保温材料复合，形成保温层，提高建筑物的保温
性能，降低能耗。
防水材料
03
玻璃纤维布可作为防水卷材的基材，具有良好的耐候性和抗老
玻璃纤维布在汽车工业的应用
车身结构
玻璃纤维布与树脂复合制成的复合材料可用于汽车车身的制造，提高车身的抗冲击性和刚度，同时降低车身重量，提高汽车的燃油经济性。
车内装饰
玻璃纤维布可用于汽车座椅、顶棚等内饰件的制造，具有良好的耐磨、耐候性能，提高内饰件的使用寿命。
玻璃纤维布在其他领域的应用
电子产品
玻璃纤维布可作为电子产品的绝缘材料，具有良好的绝缘性能和耐高温性能，确保电子产品的稳定运行。பைடு நூலகம்
体育器材
玻璃纤维布可用于制造体育器材，如滑雪板、帆船等，具有轻质、高强度的特点，提高器材的性能。
THANKS。
02
玻璃纤维布的制造工艺
玻璃纤维的原材料准备
玻璃纤维原材料选择
通常选用无碱玻璃纤维或中碱玻璃纤维作为原料，其具有高强度、耐腐蚀等特性。

纤维增强材料PPT课件

玻璃纤维是弹性材料，其应力－应变曲线是一条直线。断裂伸长率3％左右。
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一、物理性能
4. 玻璃纤维的耐磨性和耐扭折性玻璃纤维的耐磨性与耐折性都很差——玻璃纤维的一大缺点水份在摩擦和扭折时，在微裂纹中扩展引起的。必须做适当的表面处理。如用阳离子活性剂处理表面后耐磨性提高200倍。
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一、物理性能
透明的玻璃纤维复合材料以做各种采光材料，制成导光管成为光导纤维等
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二、化学性能
玻纤的化学稳定性是指它对水、水蒸气、酸、碱、化学试剂等的抵抗能力，它在很大程度上决定了纤维的使用范围。玻璃具有很好的化学稳定性，耐酸碱、耐有机溶剂。玻纤的化学稳定性较好，但比玻璃差很多。
因为玻纤的比表面积比玻璃大很多，如1g,2mm厚的玻璃的表面积5.1cm2，拉成5µ m的玻纤，其表面积为3100cm2，是玻璃的608倍。
热膨胀系数小，约等于零；
具有吸收雷达波特性；
热导率高，导电性好；
耐酸，能耐浓盐酸、硫酸、磷酸、苯、丙酮等介质浸蚀；
摩擦系数小并具润滑性； -
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一、国外CF的发展历程
碳纤维是在上世纪50年代末期发展起来。美苏军事竞赛最激烈的时期，特点是“太空竞赛”、“超常规武器”。碳纤维的出现解决了很多尖端武器的技术难点：
1. 外观与密度玻璃纤维是光滑的圆柱体，横断面几乎是完整的圆形。
玻璃纤维的密度为2.4－2.7g/cm3 一般有碱GF：2.4-2.6g/cm3
无碱GF：2.6-2.7g/3 密度比金属小很大，与铝密度相近
-
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一、物理性能
2. 玻璃纤维的拉伸强度

复合材料概论8-玻璃纤维幻灯片PPT

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本节主要内容
7.4 玻璃纤维及其制品 7.4.1 玻璃纤维及其制品的生产工艺 7.4.2 玻璃纤维纱的规格及性能 7.5 玻璃纤维的外表处理 7.5.1 浸润剂 7.5.2 玻璃纤维外表处理剂 7.5.3 玻璃纤维外表处理方法 7.6 特种玻璃纤维 7.6.1 高强度玻璃纤维 7.6.2 高模量玻璃纤维 7.6.3 高硅氧纤维和石英纤维 7.6.4 空心玻璃纤维
5、玻璃纤维耐碱网布
玻璃纤维耐碱网布是以中碱或无碱玻璃纤维织物为根底，经耐碱涂层处理而成。该产品强度高、粘结性好、服贴性、定位性极佳，广泛应用于墙体增强，外墙保温，屋面防水等方面，还可应用于水泥、塑料、沥青、大理石、马赛克等墙体材料的增强，是建筑行业理想的工程材料。
6、膨体纱与膨体布
7.4 玻璃纤维及其制品
7.4.1 玻璃纤维及其制品的生产工艺 7.4.1.1 玻璃纤维的生产工艺
坩埚法拉丝、池窑漏板法拉丝
(1) 坩埚法拉丝工艺
生产工艺由制球和拉丝两局部组成整个拉丝过程中加球和拉丝温度控制是由自动控制装置来完成的
1—加料孔；2—铂针；3—坩埚； 4—电极板；5—玻璃液；6—漏板； 7—玻璃纤维单丝；8—集束轮； 9—玻璃纤维原纱；10—拉丝卷筒
7、拉挤纱
具有良好的耐磨性、柔软成性好、纤维光滑毛纱少、与苯乙烯有极好的相溶性，浸透速度非常快。通过拉挤成型与聚酯或环氧树脂结合成高强度的玻璃钢制品。

《玻璃纤维》PPT课件

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7 玻璃纤维及其制品
本节主要内容
• 7.1 概述 • 7.1.1 玻璃纤维的开展状况 • 7.1.2 玻璃纤维的分类 • 7.2 玻璃纤维的构造与组成 • 7.2.1 玻璃纤维的物态 • 7.2.2 玻璃纤维的构造 • 7.2.3 玻璃纤维的化学组成 • 7.3 玻璃纤维的性能 • 7.3.1 玻璃纤维的物理性能 • 7.3.2 玻璃纤维的物理性能 • 7.4 玻璃纤维及其制品 • 7.4.1 玻璃纤维及其制品的生产工艺
中碱玻璃纤维：碱金属氧化物含量为11.5％－12.5％；
特种玻璃纤维：如由纯镁铝硅三元组成的高强玻璃纤维；镁铝硅系高强、高弹玻璃纤维；硅铝钙镁系耐化学介质腐蚀玻璃纤维；含铅纤维；高硅氧纤维；石英纤维等。
(2) 以单丝直径分类
玻璃纤维单丝呈圆柱形，以其直径的不同可以分成几种：
粗纤维： 30μm；初级纤维：20μm 中级纤维：10μm～20μm；高级纤维：3μm～10μm(亦称纺织纤维)；超细纤维：单丝直径小于4μm。
玻璃纤维高温成型时减少了玻璃溶液的不均一性，使微裂纹产生的时机减少；玻璃纤维的断面较小，使微裂纹存在的几率也减少，从而使玻璃纤维强度增高。
分子取向假说：
在玻璃纤维成型过程中，由于拉丝机的牵引作用，使玻璃纤维分子产生定向排列，从而提高了玻璃纤维强度。
影响玻璃纤维强度的因素：
① 纤维直径和长度对拉伸强度的影响 ➢直径越细，拉伸强度越高 ➢随着纤维长度的增加，拉伸强度显著下降
2. 直径越来越粗，纤维直径为14~24μm，甚至到达 27μm
3. 大量生产无碱玻纤，无纺织玻璃纤维织物
4. 无捻粗纱的短切纤维毡片所占比例增加，偶联剂的品种不断增加 5. 重视纤维－树脂界面的研究，玻璃纤维的前处理受到普遍重视

《复合材料玻璃纤维》PPT课件

粗纤维： 30μm；初级纤维：20μm 中级纤维：10μm～20μm；高级纤维：3μm～10μm(亦称纺织纤维)；超细纤维：单丝直径小于4μm。
单丝直径的不同，不仅纤维的性能有差异，
而且影响到纤维的生产工艺、产量和成本。一般
5μm－10μm纤维作为纺织制品用；10μm－14μm
的纤维一般做无捻粗纱、无纺布、短切纤维毡等
以二氧化硅为主的称为硅酸盐玻璃；以三氧化二硼为主的称为硼酸盐玻璃。氧化钠、氧化钾等碱性氧化物为助熔氧化物，它可以降低玻璃的熔化温度和粘度，使玻璃溶液中的气泡容易排除，它主要通过破坏玻璃骨架，使结构疏松，从而达到助溶的目的。氧化钠和氧化钾的含量越高，玻璃纤维的强度、电绝缘性和化学稳定性会相应的降低
•
导电纤维等
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无捻粗纱
玻璃粉
短切纤维
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1.2 玻璃纤维的结构与组成
1.2.1 玻璃纤维的物态
•玻璃纤维是纤维状的玻璃。 •玻璃是无色透明具有光泽的脆性固体。 •定义：
由熔融态过冷时因粘度增加而具有固体物理机械性能的无定形物体，各向同性的均质材料。
•特点：没有固定的熔点
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1.2.2 玻璃纤维的结构网络结构假说
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玻璃纤维高温成型时减少了玻璃溶液的不均一性，使微裂纹产生的机会减少；玻璃纤维的断面较小，使微裂纹存在的几率也减少，从而使玻璃纤维强度增高。
分子取向假说：
在玻璃纤维成型过程中，由于拉丝机的牵引作用，使玻璃纤维分子产生定向排列，从而提高了玻璃纤维强度。
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影响玻璃纤维强度的因素：
① 纤维直径和长度对拉伸强度的影响直径越细，拉伸强度越高随着纤维长度的增加，拉伸强度显著下降
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玻璃纤维(课堂PPT)

于制造双曲面制品或复杂形状的玻璃钢制品。
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玻璃纤维制品
3)缎纹布一个方向上的每根纱上面通过另一方
向的几根纱。玻璃纤维的卷曲最少。
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玻璃纤维制品
3)缎纹布缎纹布比斜纹布更柔软，有良好铺覆性，
适用于铺复型面复杂的玻璃钢制品。
• 电绝缘材料：无碱玻纤 • 半导体：加入氧化铁、氧化铝、氧化铜 • 导电纤维：涂金属或石墨
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（5）玻璃纤维的光学性能
• 优良的透光材料 • 做各种采光材料
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（6）玻纤的化学性能
• 耐化学药品 • 有碱纤维耐酸性好 • 中碱、无碱耐碱性好 • 中碱比无碱耐酸性好
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4、玻璃纤维的制造
盐玻璃，因耐水性很差，很少用于生产玻璃纤维。
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2、玻璃纤维的组成和结构
（1）玻璃纤维的化学组成 • 玻璃纤维的化学组成主要是SiO2，以及碱
金属氧化物。 • 玻璃纤维的化学组成对玻璃纤维的性质和
工艺特性起决定性作用。 • 以SiO2为主的硅酸盐玻璃，以B2O3为主的
称为硼酸盐玻璃。
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2、玻璃纤维的组成和结构
• 纤维状增强材料，它的抗拉强度和拉伸弹性模量，有时要比同一块材料要大几个数量级。
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概述
generalization
• 增强材料纤维 fiber 晶须 whisker 粉体 particle
• 纤维增强材料应用最广泛，如玻璃纤维（glass fiber）碳纤维（carbon fiber) 芳纶纤维(aramid fiber)
(1) 按玻璃原料分类
碱性氧化物含量
有碱玻璃纤维
大于12％
中碱玻璃纤维
6％－12％

玻璃纤维增强课件

《玻璃纤维增强》PPT课件
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主要原材料
序号 1 2 3 4
名称
标准及规格
高密度聚乙烯树脂
相当PE80级
色母粒
炭黑含量： 30%
聚丙烯骨架管
DN21、DN34、 DN42、DN54
金属电熔丝
GB/T1495494AM
备注 M6100
《玻璃纤维增强》PPT课件
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主要原材料
●高密度聚乙烯树脂（HDPE）
▪ Owens Coming和DSM合作，通过挤出机采用传统的电缆包覆工艺制造预浸带，然后切成6mm的粒子用于注射成型。该技术可以使注射成型产品的玻纤长度保持在6mm,从而在降低玻纤的断裂程度方面取得突破。
《玻璃纤维增强》PPT课件
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玻璃纤维增强热塑性复合材料在承压输配水管道上的应用
图6 大口径塑料管道
长玻纤增强热塑性复合材料的研究进展
《玻璃纤维增强》PPT课件
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长纤维和短纤维增强复合材料的比较
▪ 玻璃纤维增强热塑性复合材料根据玻璃纤维增强方式的不同,分为短玻纤(SFT)长玻纤(LFT)和玻璃纤维毡 (GMT)增强三种类型。
《玻璃纤维增强》PPT课件
2
表1 纤维长度对增强效率的影响
力学性能
《玻璃纤维增强》PPT课件
4
SMC工艺
图1 SMC（Sheet Molding Compound）工艺
《玻璃纤维增强》PPT课件
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TMC工艺
图2 TMC（Thich Molding Compound）工艺
《玻璃纤维增强》PPT课件
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2.长玻纤增强热塑性复合材料加工工
溶液浸渍法
艺的发展

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料PPT课件

缺点
1）不宜制作较小产品 2）因要承压，故模具较手糊与喷射工艺用的模具要重和复杂，价位也高一些
典型产品
小型飞机和汽车零部件、客车座椅、仪表壳
（四）、预浸料(高压釜)成型
1、概要
预先在加热、加压或使用溶剂的条件下，将织物和(或)纤维预先用预催化树脂预浸渍。固化剂大多能在环境温度下，让预浸材料贮存几周或几个月，仍能保质使用。当要延长保持期，材料须在冷冻条件下贮存。树脂通常在环境温度下呈临界固态。故触摸预浸材料时有轻微的黏附感，象胶带似的。制作单向预浸渍材料的纤维直接由纱架下来，与树脂结合。预浸渍材料用手或机械铺于模具表面，通过真空袋抽真空，并通常加热到120-180ºC。使树脂重新流动，并最终固化。盛开附加压力通常藉助高压釜(实际上是一座压力加热罐)提供，它能对铺层施加达5个大气压的压力。
优点
1）制品纤维含量可较高，未被树脂浸的部分非常少； 2）闭模成型，生产环境好； 3）劳动强度较低，对工人技术熟练程度的要求也比手糊与喷射成型低； 4）制品两面光，可作有表面胶衣的制品，精度也比较高； 5）成型周期较短； 6）产品可大型化； 7）强度可按设计要求具有方向性； 8）可与芯材、嵌件一体成型 9）相对注射设备与模具成本较低。
1）、制品表面发粘
原因1：空气湿度太大，水对树脂起阻聚作用解决办法：（1）在树脂中加入0.02％左右的液体石蜡；
（2）在树脂中掺加5％的异腈酸酯；（3）制品表面覆盖薄膜隔绝空气；
原因2：引发剂、促进剂的比例弄错或失效，更换引发剂、促进剂。
2）、制品内气泡太脂用量过多解决办法： 2、注意拌合方式
弯曲强度
GF/EPR(玻纤含量80wt%) 2.08 551.6Mpa 27.58GPa 1.6%

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班级：材料1101 专业：材料科学与工程
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玻璃纤维复合材料的概述玻璃纤维复合材料的分类
玻璃纤维复合材料的特点玻璃纤维复合材料的应用玻璃纤维复合材料的发展
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玻璃纤维：是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米，相当于一根头发丝的 1/20-1/5 ，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。
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玻璃纤维的分类方法很多，一般可从玻璃原料成分、单丝直径、纤维外观及纤维特性等方面进行分类。（1）一般以不同的碱金属氧化物含量来区分。无碱玻璃纤维中碱玻璃纤维（C玻璃纤维）高碱玻璃纤维（A玻璃纤维）
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（2）以单丝直径分类
玻璃纤维单丝呈圆柱形，以其直径的不同可以分成几种：粗纤维： 30μm；初级纤维：20μm 中级纤维：10μm～20μm；高级纤维：3μm～10μm(亦称纺织纤维)；超细纤维：单丝直径小于4μm。单丝直径的不同，不仅纤维的性能有差异，而且影响到纤维的生产工艺、产量和成本。一般5μm－10μm纤维作为纺织制品用；10μm －14μm的纤维一般做无捻粗纱、无纺布、短切纤维毡等较为适宜。
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弹性系数高，刚性佳
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防
辐
汽车挡风玻璃劳性
桨叶采用玻璃纤维等不同结构形成，具有抗疲劳性，使直升飞机在高空中保持稳定，平行，充分发挥复合材料的结构特性。
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玻璃钢充气船
质量轻
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强度大
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耐化学腐蚀
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小飞守角制作
工艺性好…
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玻璃纤维复合材料与传统材料相比，有两个主要特点即性能可设计性和材料与构件成型的一致性。玻璃纤维复合材料所期望的复合效果是原材料的性能互补，并产生叠加效果，从而具备一些原材料所不具备的优异的物理、化学性能。
PK
复玻
传
合璃
统
材纤
KO..
材
料维
料
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玻璃纤维与有机纤维相比，玻璃纤维耐温高、不燃、抗腐，隔热、隔音性好，抗拉强度高，电绝缘性好。但缺点是性脆，耐磨性较差。玻璃纤维主要用作电绝缘材料，工业过滤材料，防腐、防潮、隔热、隔音、减震材料。还可作为增强材料，用来制造增强塑料或增强橡胶、增强石膏和增强水泥等制品。用有机材料被覆玻璃纤维可提高其柔韧性，用以制成包装布、窗纱、贴墙布、覆盖布、防护服和绝电、隔音材料。其次连续玻璃纤维是通过铂合金板以机械拉丝方法拉制的无限长的纤维，通称长纤维。定长玻璃纤维是通过辊筒或气流制成的非连续纤维,又称短纤维。借离心力或高速气流制成的细、短、絮状纤维，称为玻璃棉。玻璃纤维经加工，可制成多种形态的制品，如纱、无捻粗纱、短切原丝、布、带、毡、板、管等。最后E级玻璃纤维使用最普遍，广泛用于电绝缘材料；S级为特殊纤维，虽然产量小，但很重要，因具有超强度，主要用于军事防御，如防弹箱等；C级比E级更具耐化学性，用于电池隔离板、化学滤毒器；A级为碱性玻璃纤维，用于生产增强材料。
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玻璃纤维在航空航天领域的应用
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玻璃纤维在航空航天领域的应用
复合材料使A380减重15吨
(1) 机翼 (2) 垂直尾翼和水平尾翼 (3) 地板梁和后承压框 (4) 固定机翼前缘 (5) 机翼后缘处的襟翼,副翼 (6) 机身蒙皮壁板
法国 “空中客车” 公司生产的 A380双层四引擎大型客机，最大可载客量650人
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玻璃纤维无处不在
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玻璃纤维在航空航天领域的应用
航空航天领域荟萃了当今世界上最新进的科技成果，也是新材料科技水平的集中展示，高性能玻璃纤维复合材料已成为航空航天工业不可或缺的一种材料，与铝合金，钢和钛合金3大金属材料共同成为支撑航天事业发展的基石。
在航空上，无论是民用客机还是军用飞机都使用了玻纤复合材料，玻纤增强材料有效的减轻了飞机质量，提高了商用载荷，节约了能源，达到了质轻美观的效果。它具有耐腐蚀，耐高温，耐辐射，阻燃，抗老化的性能。
3
玻璃纤维按形态和长度，可分为连续纤维、定长纤维和玻璃棉；按玻璃成分，可分为无碱、耐化学、高碱、中碱、高强度、高弹性模量和耐碱抗碱玻璃纤维等。生产玻璃纤维的主要原料是：石英砂、氧化铝和叶蜡石、石灰石、白云石、硼酸、纯碱、芒硝、萤石等。生产方法大致分两类：一类是将熔融玻璃直接制成纤维；一类是将熔融玻璃先制成直径20mm的玻璃球或棒，再以多种方式加热重熔后制成直径为 3～80μm的甚细纤维。通过铂合金板以机械拉丝方法拉制的无限长的纤维，称为连续玻璃纤维，通称长纤维。通过辊筒或气流制成的非连续纤维,称为定长玻璃纤维，通称短纤维。玻璃纤维按组成、性质和用途，分为不同的级别。按标准级规定，E级玻璃纤维使用最普遍，广泛用于电绝缘材料；S级为特殊纤维。
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(3）按纤维性能分类
这是一类为适应特殊使用要求，新发展起来的，纤维本身具有某些特殊优异性能的新型玻璃纤维，大致可分为：
高强玻璃纤维；高模量玻璃纤维；耐高温玻璃纤维；耐碱玻璃纤维；耐酸玻璃纤维；普通玻璃纤维光学纤维；低介电常数玻璃纤维；导电纤维等
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玻璃纤维比有机纤维耐温高，不燃，抗腐，隔热、隔音性好，抗拉强度高，电绝缘性好。但性脆，耐磨性较差。用来制造增强塑料或增强橡胶，作为补强材玻璃纤维具有以下之特点，这些特点使玻璃纤维之使用远较其他种类纤维来得广泛，发展速度亦遥遥领先.其特性列举如下： (1)拉伸强度高，伸长小。 (2)弹性系数高，刚性佳。 (3)弹性限度内伸长量大且拉伸强度高，故吸收冲击能量大。 (4)为无机纤维，具不燃性，耐化学性佳。 (5)吸水性小。 (6)尺度安定性，耐热性均佳。 (7)加工性佳，可作成股、束、毡、织布等不同形态之产品。 (8)透明可透过光线。 (9)与树脂接着性良好之表面处理剂之开发完成。 (10)价格便宜。 (11)不易燃烧，高温下可熔成玻璃状小珠