玻璃纖維不同長度發揮的作用不一樣

  玻璃纖維桿按形態和長度,可分為連續纖維、定長纖維和玻璃棉;按玻璃成分,可分為無堿、耐化學、高堿、中堿、高強度、高彈性模量和耐堿(抗堿)玻璃纖維等。生產玻璃纖維的主要原料是:石英砂、氧化鋁和葉蠟石、石灰石、白云石、硼酸、純堿、芒硝、螢石等。生產方法大致分兩類:一類是將熔融玻璃直接制成纖維;一類是將熔融玻璃先制成直徑20mm的玻璃球或棒,再以多種方式加熱重熔后制成直徑為 3~80μm的甚細纖維。通過鉑合金板以機械拉絲方法拉制的無限長的纖維,稱為連續玻璃纖維,通稱長纖維。通過輥筒或氣流制成的非連續纖維,稱為定長玻璃纖維,通稱短纖維。玻璃纖維按組成、性質和用途,分為不同的級別。按標準級規定(見表),E級玻璃纖維使用普遍,廣泛用于電絕緣材料;S級為特殊纖維。
  玻璃纖維生產工藝有兩種:兩次成型-坩堝拉絲法,一次成型-池窯拉絲法。
  坩堝拉絲法工藝繁多,先把玻璃原料高溫熔制成玻璃球,然后將玻璃球二次熔化,高速拉絲制成玻璃纖維原絲。這種工藝有能耗高、成型工藝不穩定、勞動生產率低等種種弊端,基本被大型玻纖生產廠家淘汰。池窯拉絲法把葉臘石等原料在窯爐中熔制成玻璃溶液,排除氣泡后經通路運送至多孔漏板,高速拉制成玻纖原絲。窯爐可以通過多條通路連接上百個漏板同時生產。這種工藝工序簡單、節能降耗、成型穩定、高效高產,便于大規模全自動化生產,成為國際主流生產工藝,用該工藝生產的玻璃纖維約占產量的90%以上。
  碳纖維與玻璃纖維混雜增強復合材料:
  由于混雜纖維復合材料中含有性能各異的兩種或兩種以上纖維,纖維之間協同作用、取長補短,會呈現出單一纖維增強復合材料所沒有的新性能和優異的綜合性能。
  以改善力學性能為目的,通常采用模量不同或斷裂伸長不同的碳纖維與玻璃纖維混雜增強復合材料。相對碳纖維復合材料,能改善其沖擊韌性、降低復合材料制造成本;相對玻璃纖維復合材料,能提高其模量、減輕重量。
  眾所周知,碳纖維復合材料的沖擊強度低,在沖擊載荷下呈明顯的脆性破壞模式。如在該復合材料中用15%的玻璃纖維與碳纖維混雜,則其沖擊韌性可以得到明顯改善,沖擊強度可以提高2~3倍。碳纖維復合材料的破壞應變較低,引入玻璃纖維,由于混雜效應的原因,碳纖維復合材料的破壞應變可大大提高。
  玻璃纖維復合材料疲勞壽命為非線性遞減,如引入50%的碳纖維,其疲勞壽命將轉變為線性遞減,其循環應力也有較大提高。引入碳纖維量達到2/3時,其疲勞壽命接近單一的碳纖維復合材料。
  此外,由于碳纖維的價格要比高強度玻璃纖維桿的價格高6—10倍,在性能許可的情況下,用碳纖維與玻璃纖維混雜增強不僅能改善復合材料的綜合性能,而且還能降低復合材料制造成本,是低成本高性能復合材料的研究方向之一。
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