玻璃纤维介绍.ppt

第三部分 复合材料的增强材料 增强材料的作用： 承受外界施加载荷，提高树脂基体的力学性能。还可提高耐热性，降低收缩率，以及赋予一些功能性（如磁学、电学等功能，功能体） 增强材料的外观形状： 纤维状：增强作用最明显，应用最广 片状 颗粒状 第六章 玻璃纤维及其制品 6.1 GF及其制品 6.1.1 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% 含碱量高，不能用作电绝缘材料，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 6.1.2 GF的结构及组成 1）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。 2）GF的结构 关于GF的结构有两种学说： 无规则网络学说：硅氧四面体，铝氧三面体，硼氧三面体相互连成不规则的三维结构。网络间的空隙由Ca、Na、K、Mg等阳离子所填充。 微晶学说：玻璃由硅酸块或二氧化硅的微晶子组成，在微晶子之间由硅酸块过冷溶液填充。 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 除主要成分以外，尚须加入其他的氧化物等。各种氧化物在玻璃中的作用是比较复杂的。 6.1.3 GF的性能 1)物理性能 a. 外观：光滑，圆柱形。纤维之间抱合力小，影响了与树脂的复合效果。但光滑表面对气体和液体通过的阻力小，所以制作过滤材料较理想。 b. 密度：2.5左右，主要取决于玻璃的成分。某些特种玻璃，如石英玻璃纤维，高硅氧玻璃纤维等，其密度较低，仅为2.0-2