碳纖維-玻璃纖維材料分類
玻璃纖維按形態和長度,可分爲連續FR4,FRP纖維、定長纖維和玻璃棉;按玻璃成分,可分爲無堿、耐化學、高堿、中堿、高強度、高彈性模量和抗堿玻璃纖維等。
生産玻璃纖維的主要原料是:石英砂、氧化鋁和葉蠟石、石灰石、白雲石、硼酸、純堿、芒硝、螢石磨碎玻璃纖維等。 生産方法大致分兩類: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後制成直徑爲 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,稱爲連續玻璃纖維,通稱長纖維。通過輥筒或氣流制成的非連續纖維,稱爲定長玻璃 纖維,通稱短纖維。借離心力或高速氣流制成的細、短、絮狀纖維,稱爲玻璃棉。玻璃纖維經加工,可制成多種形態的制品,如紗、無撚粗紗、短切原絲、布、帶、 氈、板、管等。
玻璃纖維按組成、性質和用途,分爲不同的級別。按標准級規定,E級玻璃纖維使用最普遍,廣泛用于電絕 緣材料;S級爲特殊纖維,雖然産量小,但很重要,因具有超強度,主要用于軍事防禦,如防彈箱等;C級比E級更具耐化學性,用于電池隔離板、化學濾毒器;A 級爲堿性玻璃纖維,用于生産增強材料。
生産玻璃碳纖維纖維用的玻璃不同于其它玻璃制品的玻璃。國際上已經商品化的纖維用的玻璃成分如下:
E-玻璃
亦稱無堿玻璃,是一種硼矽酸鹽玻璃。目前是應用最廣泛的一種玻璃纖維用玻璃成分,具有良好的電氣絕緣性及機械性能,廣泛用于生産電絕緣用玻璃纖維,也大量用于生産玻璃鋼用玻璃纖維,它的缺點是易被無機酸侵蝕,故不適于用在酸性環境。
C-玻璃
亦 稱中堿玻璃,其特點是耐化學性特別是耐酸性優于無堿玻璃,但電氣性能差,機械強度低于無堿玻璃纖維10%~20%,通常國外的中堿玻璃纖維含一定數量的三 氧化二硼,而我國的中堿玻璃纖維則完全不含硼。在國外,中堿玻璃纖維只是用于生産耐腐蝕的玻璃纖維産品,如用于生産玻璃纖維表面氈等,
玻璃纖維棒也用于增強瀝青屋面材料,但在我國中堿FR4,FRP玻璃纖維占據玻璃纖維産量的一大半(60%),廣泛用于玻璃鋼的增強以及過濾織物,包紮織物等的生産,因爲其價格低于無堿玻璃纖維而有較強的競爭力。
高強玻璃纖維
其 特點是高強度、高模量,它的單纖維抗拉強度爲2800MPa,比無堿玻纖抗拉強度高25%左右,彈性模量86000MPa,比E-玻璃纖維的強度高。用它 們生産的玻璃鋼制品多用于軍工、空間、防彈盔甲及運動器械。但是由于價格昂貴,目前在民用方面還不能得到推廣,全世界産量也就幾千噸左右。
AR玻璃纖維
亦稱耐堿玻璃纖維,主要是爲了增強水泥而研制的。
A玻璃
亦稱高堿玻璃,是一種典型的鈉矽酸鹽玻璃,因耐水性很差,很少用于生産玻璃纖維。
E-CR玻璃
是一種改進的無硼無堿玻璃,用于生産壓克力耐酸耐水性好的玻璃纖維,其耐水性比無堿玻纖改善7~8倍,耐酸性比中堿玻纖也優越不少,是專爲地下管道、貯罐等開發的新品種。
D玻璃
亦稱低介電玻璃,用于生産介電強度好的低介電玻璃纖維。
除 了以上的玻璃纖維成分以外,近年來還出現一種新的無堿玻璃纖維,它完全不含硼,從而減輕環境汙染,但其電絕緣性能及機械性能都與傳統的E玻璃相似。另外還 有一種雙玻璃成分的玻璃纖維,已用在生産玻璃棉中,據稱在作玻璃鋼增強材料方面也有潛力。此外還有無氟玻璃纖維,是爲環保要求而開發出來的改進型無堿玻璃 纖維。
識別高堿玻璃纖維
檢驗的簡電木板單方法是將纖維放在沸水裏而煮6—7h,如果是高堿玻硝纖維,經過沸水煮後,經向和緯向的纖維全部變疏松了。
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