《纤维增强材》ppt课件

《《纤维增强材》ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、纤维增强材料1玻璃纤维玻璃纤维（GF:GlassFiber），GF于1893年在美国研制成功，并于1938年在美国实现工业化。自从1946年GF/环氧树脂复合材料成功的应用于固体火箭发动机的壳体，由于军事工业的需求，GF及其复合材料在50年代以后得到了迅猛发展，目前有30多个国家生产GF，品种有4000－5000种。我国于1958年开始生产GF，发展速度很快，目前产量居世界第5位。但产品等级比较低，对某些高性能的GF目前还不能自主生产。玻璃纤维单丝玻璃纤维单丝的扫描电镜照片玻璃纤维卷短切玻璃纤维

2、玻璃纤维绳玻璃纤维带玻璃纤维布一、玻璃纤维的组成玻璃的组成：普通玻璃：SiO2、CaO、Na2O钾玻璃：SiO2、CaO、K2O硼酸盐玻璃：SiO2、B2O3（热稳定性好，机械强度高，耐腐蚀）一般SiO2含量高就叫硅酸盐玻璃，B2O3含量高就叫硼酸盐玻璃1.1GF的组成硅酸盐玻璃1.2GF的分类有碱GF：碱性氧化物（K2O，Na2O）含量大于12％:A-GF无碱GF：碱性氧化物含量小于2％:E-GFGF一、按含碱量分中碱GF：碱性氧化物含量6％－12％低碱GF：碱性氧化物含量2％－6％注意：碱性

3、氧化物（助熔氧化物）越多，玻璃纤维的熔点越低，越容易制备，但纤维的强度降低，易吸潮耐酸腐蚀价格便宜强度高，耐热性能好，电气性能好，在复合材料中应用多性能差，一般不用于增强材料1.2GF的分类高强GF：StrenghthGF（S-GF）高模GF：ModulsGF(M-GF)GF二、按纤维特性分低介GF：DielectircGF(D-GF)耐腐蚀GF：CorrosionGF(C-GF)注意：GF纤维的特性是由纤维的组成和结构决定的。耐碱GF：Alkali-resistanceGF(AR-GF)>4G

4、Pa>100GPaε<4.0,Tanδ<0.003纤维类别性能A-GFC-GFD-GFE-GFS-GFM-GF拉伸强度，GPa3.13.12.53.44.583.5弹性模量，GPa7374557185110延伸率，%3.63.375.2密度，g/cm32.462.462.142.52.52.89玻璃纤维品种性能一览表1.2GF的分类粗纤维：直径大于30µm高级纤维：直径3－9µmGF三、按纤维直径初级纤维：直径20－30µm中级纤维：直径10－20µm注意：一般直径小于4µm叫超细纤维纤维直径越

5、小，拉伸强度越高1.3GF的性能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/cm3密度比金属小很大，与铝密度相近一、物理性能一、物理性能2.玻璃纤维的拉伸强度玻璃纤维的主要特点是拉伸强度高，一般2－5GPa，而一般块状玻璃的拉伸强度为0.04-0.1GPa。主要原因：（1）微裂纹理论。玻璃和玻璃纤维存在数量不一，尺寸不同的微裂纹，受外力时，微裂纹处易产生应力集中，首先产生破

6、坏。GF由于经过高温熔融，均化减少了微裂纹产生的几率。而且GF断面少，故微裂纹存在的几率少。（2）“冻结”高温结构理论。玻璃纤维成型过程中，由于冷却速度快，熔态的玻璃结构被冻结起来。从而使GF中结晶、多晶转变及微观分层较块状玻璃少很多，因此强度高。一、物理性能（3）分子取向假说。在GF成型过程中，由于拉丝机的牵引作用，使GF分子产生定向排列，从而提高了GF的强度。影响GF拉伸强度的因素：（1）纤维长度与直径直径：4µm7µm11µm3－3.8GPa1.7－2.1GPa1.1-1.2GPa长度：5

7、mm20mm90mm1.5GPa1.2GPa0.86GPa一、物理性能纤维直径越粗，长度越长，拉伸强度越低。影响GF拉伸强度的因素：（2）存放时间和负荷时间随着存放时间的延长，GF的强度下降。玻纤的老化现象）这是由于水对纤维浸蚀的结果。随着负荷时间的增加，GF的强度下降。当环境湿度高时更明显一、物理性能影响GF拉伸强度的因素：（3）化学组成一、物理性能纤维的强度与玻璃的化学成分关系密切。通常含碱量越高，强度越低。高强度玻璃纤维强度明显地高于无碱玻璃纤维。3.玻璃纤维的弹性模量玻璃纤维的弹性模量大

8、约70GPa，与铝相当，只有普通钢的三分之一，致使复合材料的刚度较低。加入BeO、MgO能提高玻璃纤维的弹性模量。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。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。一、物理性能5.玻璃纤维的热性能导热性。玻璃纤维的导热性差，常温下导热系数：0.7～20W/m.℃且随温度变化小，