增强材料-玻璃纤维.ppt

第四章 复合材料的增强材料 本节主要内容 4.1.1 概述 4.1.1.1 玻璃纤维的发展状况 4.1.1.2 玻璃纤维的分类 4.1.2 玻璃纤维的结构与组成 4.1.2.1 玻璃纤维的物态 4.1.2.2 玻璃纤维的结构 4.1.2.3 玻璃纤维的化学组成 4.1.3 玻璃纤维的性能 4.1.3.1 玻璃纤维的物理性能 4.1.3.2 玻璃纤维的化学性能 4.1.4 玻璃纤维及其制品 4.1.4.1 玻璃纤维及其制品的生产工艺 玻璃是一种以脆闻名的物质。有趣的是，玻璃一旦经加热，被拉制成比头发还要细得多的玻璃纤维之后，它就变得像合成纤维那样柔软，而坚韧的程度甚至超过了同样粗细的不锈钢丝！ 玻璃绳 玻璃布 绝缘材料 玻璃纤维复合材料 玻璃棉 纤维内窥镜 光导纤维 用于内窥镜的照明、冷光传导单丝直径35微米,通光口径1---30 mm,保护层为不锈钢金属软管+硅胶管 透光率高，柔软性好 4.1.1.2 GF的分类 1）以玻璃原料成分分类（用于连续GF的分类） 一般以不同的碱金属氧化物含量来区分。 无碱玻璃纤维（E玻璃纤维） 碱金属氧化物含量?0.05% 化学稳定性、电绝缘性能、强度好 主要用作电绝缘材料、玻璃钢的增强材料等 中碱玻璃纤维（C玻璃纤维） 碱金属氧化物含量11.5-12.5%，钠硼硅酸盐玻璃 含碱量高，不能用作电绝缘材料，耐酸性、耐水性好，但其化学稳定性和强度尚好。 一般用作乳胶布、方格布基材、酸性过滤布、窗纱基材等，也可作对电性能和强度要求不很严格的玻璃钢增强材料。 成本较低，用途较广。 高碱玻璃纤维（A玻璃纤维） 碱金属氧化物含量?15％ 如采用碎的平板玻璃、碎瓶子玻璃等作原料拉制而成的玻璃纤维均属此类。 可用作蓄电瓶的隔离片、管道包扎布和毡片等防水、防潮材料。 特种玻璃纤维 由纯镁铝硅三元组成的高强玻璃纤维（S－glass）； 镁铝硅系高强高弹玻璃纤维； 硅铝钙镁系耐化学腐蚀玻璃纤维； 含铅纤维； 高硅氧纤维： 石英纤维等。 碱金属氧化物：一般指氧化钠、氧化钾。 碱金属氧化物是普通玻璃的主要成分之一，主要作用是降低玻璃的熔点。 碱金属氧化物含量越高，玻璃纤维的化学稳定性、电绝缘性能、强度都会相应下降。 2）以单丝直径分类　 粗 纤 维：单丝直径一般为30um 初级纤维：单丝直径大于20um； 中级纤维：单丝直径10-20um 高级纤维：（纺织纤维）其单丝直径3-10um。 超细纤维：单丝直径小于4um。 一般：5-10um的纤维作为纺织制品用； 10-14um的纤维一般做无捻粗纱、无纺布、短切纤维毡等较为适宜。 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（指无碱及中碱玻璃纤维）； 光学纤维； 低介电常数玻璃纤维； 导电纤维 等 GF的特点 玻璃：无规则的非晶态结构，近程有序，远程无序 玻璃的共性： 各向同性 无固定熔点 亚稳定性 性质变化的连续性，可逆性 亚稳定性 玻璃是由熔融液体过冷得到的，在冷却过程中粘度急剧提高，质点来不及做有规则的排列而形成晶体，没有释放出结晶潜热(凝固热)。所以玻璃态物质比相应的结晶态物质具有较大的能量，不是处于能量最低的稳定态，而属于亚稳态。 性质变化的连续性、可逆性： 玻璃在由熔融态冷却或加热过程中，其物理化学性质变化是逐渐、连续的变化，而且是可逆的。 5.1.2.3 GF的化学组成 玻璃纤维的化学组成主要有SiO2、Be2O3、CaO、Al2O3等。这些物质对玻璃纤维的性质和生产工艺起决定性作用。 以SiO2为主——称硅酸盐玻璃 以Be2O3为主——称硼酸盐玻璃 以P2O5为主——称磷酸盐玻璃 2 玻璃纤维 漏板上有数百个小孔（直径为1~2mm的圆面积内有200~400个孔），它们称为喷丝孔。 拉丝机的机头上套有卷筒，由电机带动作高速旋转，将从