《增强纤维a》PPT课件

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1、增强纤维在聚合物复合材料中，增强纤维主要用来提高聚合物的强度、模量和硬度。随着材料科学技术的发展，用来增强聚合物的纤维类型与品种越来越多。常用的纤维主要有玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、聚合物纤维、植物纤维、无机纤维、陶纤维等。性能E-玻璃纤维碳纤维（PAN)芳纶纤维PET硅酸镁石棉纤维剑麻纤维不锈钢纤维陶瓷纤维纤维直径/㎜0.01020.00760.01270.02290.00510.25400.00760.0051相对密度2.541.841.451.382.51.57.772.7典型增强纤维的主要物理性能弹性模量/Mpa72.435913110.015916.5193103

2、拉伸强度/Gpa3.453.792.761.032.070.520.591.72伸长率/%4.81.12.422NA2～32.3NA热导率/[W/(m·k)1.018.650.500.25NANA1.122.88线胀系数/×10-4℃0.080.06NANANANA0.04NA近似相对成本（质量)1154210.7183一、玻璃纤维玻璃纤维具有一系列的优越性能，作为聚合物的增强材料效果十分显著。它产量大、价格低廉，是目前应用最广泛的一类增强纤维。玻璃纤维：将玻璃加热熔融并拉成丝。连续纤维拉丝法：石灰石、硼酸、石英砂、长石、碳酸镁、氧化铝一定细度的粉料粉碎调制、混合玻璃池窑1

3、500℃熔融的玻璃原料玻璃球剔除杂质和气泡坩埚液滴引下成丝集成一束集束轮涂上浸润剂制成一股原丝绕丝筒有关玻璃纤维的几个概念：单丝：由坩埚漏板一个漏孔中拉成的丝。原丝或股：由漏板孔拉成的单丝经集束轮汇成之一束即成原丝或股。纱：原丝经退绕加捻而成基本单纱，合股后称合股纱。捻度：指每一米玻璃纤维原丝经过多少转的加捻次数，以捻/米表示。根据加捻方向有顺时针回转（Z捻）和反时针回转（S捻）之分。无捻粗纱：浸有强化型浸润剂的原丝成股后不经加捻而合股者。支数：1g原丝有多少米长，就称为该原丝的支数。浸润剂：石蜡乳化型浸润剂、强化型浸润剂。2.玻璃纤维的分类和性能：学成分类似窗玻璃，力学强

4、度、化学稳定性、电绝缘性能都较差。C玻璃（中碱玻璃）也叫耐化学玻璃。化学稳定性好，尤其耐酸碱性能比E玻璃纤维好，力学性能不如E,来源丰富，价格便宜。D玻璃也叫介质玻璃。有良好的介电性能，其介电常数与介电损耗都比较小，主要用于电子工业。E玻璃（无碱玻璃）也叫电气玻璃，有良好的拉伸、压缩强度与刚性、电器性能与热性能，较好的防水性与抗碱性，但耐酸性略差些。成本低。E-CR玻璃也叫耐腐蚀玻璃。R玻璃和S玻璃(2)按玻璃纤维直径的粗细分类：初级玻璃：单丝直径大于20μm；中级纤维：单丝直径在10μm~20μm之间；高级玻璃：单丝直径在3μm~9μm之间；超级玻璃纤维：单丝直径在3μm

5、以下。直径代码直径范围/μmDE5.8~7.1F7.6~8.9G8.9~10.2H10.2~11.4J11.4~12.7K12.7~14.0L14.0~15.2典型的玻璃纤维直径范围及其代码直径代码直径范围/μmM15.2~16.5N16.5~17.8P17.8~19.1R20.3~21.6S21.6~22.9T22.9~24.2(3)按玻璃纤维长度分类：连续玻璃纤维短切玻璃纤维磨碎玻璃纤维（4）按玻璃纤维的交织结构划分：短切原丝毡连续原丝毡玻璃纤维布二、碳纤维碳纤维是纤维状的碳材料，其化学组成中碳元素占总质量的90％以上（几乎是纯碳）碳原子间的结合方式为石墨状，形成石墨晶

6、格结构。但实际的碳纤维结构并不是理想的石墨点阵结构，而是属于“乱层石墨结构”。1、碳纤维的类型按照原料纤维素基（人造丝基）、聚丙烯腈（PAN）基、沥青基按照制造条件和方法碳纤维（800~1600℃）、石墨纤维（2000~3000℃）、活性炭纤维、气相生长碳纤维按性能分类通用级(GP)、高性能(HP)碳纤维与玻璃纤维性能比较名称碳纤维E玻璃纤维弹性模量/Mpa2.1×1057.4×104拉伸强度/Mpa2.1×1033.5×103伸长率/%1.24.8热导率/[W/(m·k)8.580.97纤维平均直径/μm7.59~13相对密度1.82.54线膨胀系数/×10-6℃-1纵向

7、1.02.9横向17.07.2用途：高速车辆、赛车、赛艇、纤维机械、体育用品、钓鱼竿、登山工具、武器等三、有机聚合物纤维有机聚合物纤维包括：芳纶（芳香族聚酰胺）、涤纶（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、超高相对分子质量聚乙烯纤维（高强度聚乙烯纤维、超高模量聚乙烯纤维）等。芳纶是一种耐高温合成纤维，长期连续使用温度为-200℃~200℃，最高使用温度达240℃，Tg>300℃，分解温度为500℃。芳纶是一种耐高温合成纤维，长期连续使用温度为-200℃~200℃，最高使用温度达240℃，Tg>300℃，分解温度为500℃。芳纶通