玻璃钢的基本性能.docx
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- 玻璃钢 基本 性能
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1、玻璃钢的基本性能玻璃钢的基本性能力学性能力学性能 玻璃钢的力学性能突出的一点是比强度高,这是金属材料和其它材料无法相比的。 这里, 我们要提一下强度的概念。 强度通常是指单位面积所能承受的最大荷载, 超过这个荷载, 材料就破坏了。强度又分为拉伸强度、压缩强度、弯曲强度和剪切强度。例如说聚酯玻璃钢抗拉强 度 290MPa,是指每平方厘米截面可承受 2900Kg 的拉力。 玻璃钢轻质高强的性能,来源于较低的树脂密度(浇铸体密度 1.27 左右)以及玻璃纤维的高 抗伸强度(普通钢材的 5 倍以上)。玻璃钢的密度随着树脂含量的不同而有所不同。从高树脂含量 的玻璃毡制品到低树脂含量的玻璃钢缠绕制品(密度
2、 2.2),玻璃钢的密度只有普碳钢的 1/4-1/5, 比铝还轻 1/3 左右。 玻璃经高温熔融、快速拉成细丝时,由于比表面积增大,玻璃纤维内部及表面就难以存在大缺 陷,所以玻璃纤维的强度就非常高,常用的是无碱铝硼硅酸盐纤维,其一般性能如表下所示。 性能性能数据性能性能数据 密度(g/cm3 )2.53-2.55折射率(25) 折射率(25)1.454-1.549 拉伸强度(MPa))100-300介电常数10 2 赫兹赫兹 拉伸弹性模量(MPa)7000介电常数10 6 赫兹6.32 断裂时的伸长率(% )1.5-4介电常数10 10赫兹 6.11 性能 性能数 据 性能 性能数 据 泊松比
3、(块玻璃)0.22正切损失10 2 赫兹0.0042 线膨胀系数 -1 4.8*10 -4 正切损失10 10赫兹 0.006 比热KJ/(Kg/.K)0.80体积电阻 (cm )体积电阻 (cm )10 11-1013 导热系数W/mK)1.0声速声速5500 软化温度()850 玻璃钢中常用的玻璃纤维直径是。近年来各国所用的玻璃纤维趋向于向粗直径发 展,通用的是18 ,采用池窑拉丝。采用粗直径纤维既不影响玻璃钢的性能,纤维的产量 又可以大幅度提高(因为产量和直径成平方关系)。也有采用直径 以上的玻璃纤维。玻璃 钢所用的玻璃纤维一般是把单丝并成线或粗纱,或进一步制成织物及做成毡来使用。从下表
4、所得的各 种纤维强度比较来看,玻璃纤维的强度是相当高的。 性能羊毛棉纱亚麻尼龙生丝玻纤钢 拉伸强度 MPa-34.543530-6044100-30050-200 延伸率%24-286-12-15-4015-862.5-4- 玻璃纤维可按三种方向排列: (一)单向纤维增强的玻璃钢 这一类玻璃钢,玻璃纤维定向排列在一个方向,它是用连续纱或单丝片铺层的。在纤维方向上, 有很高的弹性模量和强度,其纤维方向的强度可高达,但在垂直纤维方向上,其强度 很低。只有严格的单向受力情况下,才使用这类玻璃钢。其纤维体积含量可以高达 (二)双向纤维增强的玻璃钢 这类玻璃钢是用双向织物铺展的,其玻璃纤维体积含量可达。
5、在两个正交的纤维方向上, 有较高的强度。它适用于矩形的平板或薄壳结构物。 (三)准各向同性玻璃钢 这类玻璃钢是用短切纤维毡或模塑料制成的,制品中各向强度基本接近,纤维体积含量一般小于 ,适用于强度、刚度要求不高或荷载不很清楚而只能要求各向同性的产品。在玻璃钢复合材 料中,力学性能在相当大的程度上取决于增强材料,有人把它比做是材料的筋骨。古代增强材料主要 是麻和棉纤维以及丝绸类。到了年代,玻璃纤维开始占增强材料的绝大多数。在此后相当长一段 时期里,用玻璃纤维作增强材料的复合材料(即玻璃钢)仍然占主要地位、但随着工业的发展,不同 的时期相继出现了新的材料,在年代研制了高模量碳纤维、硼纤维。年代,又
6、改变了玻璃成 分,研究了及型高强玻璃纤维。到了年代,先后又开发了凯芙拉纤维等。见表下所示。增强 材料多品种的开发,为复合材料的应用开辟了新的领域和广阔的途径。 纤维 种类 密 度 拉伸强度极限 GPa拉伸膜量 GPa比拉伸强度 GPa比膜量 GPa A 玻璃纤 维 2. 453.172 1 .2629 E 玻璃纤 维 2. 563.676 1.4 029 R 玻璃纤 维 2.58 4.485 1.7 033 S 玻璃纤 维 2. 494.986 1 .834 I 型 高模量 碳纤维 1.87 2.1 33 01.12 176 II 型高 强度碳 纤维 1. 762.6 23 5 1 .48 1
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