玻璃纤维介绍ppt课件.ppt

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1、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6.1GF及其制品6.1.1GF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第六章玻璃纤维及其制品中碱玻璃纤维（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

2、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

3、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

4、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6.1.2GF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）G

5、F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。6.1.3GF的性能1

6、)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2.0-2.2g/cm3；含有大量重金属氧化物的高模GF，密度可达2.7-2.9g/cm3。2)力学性能a.拉伸强度GF的拉伸强度比玻璃高几十倍？微裂纹假说：玻璃结构的不均匀性，使玻璃易产生微裂纹，外力作用下，形成应力集中点。玻璃纤维，更多地保留着高温熔体的结构(结构均一性提高)，微裂纹产生机会减少，且GF截面小，所以表

7、面微裂纹比块状玻璃少。影响玻璃纤维强度的因素：纤维直径和长度：直径越小，长度越小，强度越大；化学组成：含碱量越大，强度越小；存放时间：存放时间越长，强度越小(空气中水分的侵蚀)施加负荷时间：施加负荷时间越长，强度越小除此之外，玻璃液的缺陷，如杂质，气泡等也显著影响GF的强度。b.弹性模量(刚性)GF的弹性模量小于金属合金。且其弹性模量与玻璃组成，结构密切相关。GF的弹性伸长率低，如E玻璃纤维仅3%左右，S玻璃纤维5.4%，这说明GF只存在弹性变形，是完全弹性体，拉伸时，不存在屈服点。3)耐磨性、耐折性(柔性)GF的耐磨性：指GF抵抗摩擦的能力；GF的耐折性：指

8、纤维抵抗折断的能力。GF的耐磨性、耐折