Klaaskiudude kasutuselevõtt

Laiemas mõttes on meie arusaam klaaskiudust alati olnud, et see on anorgaaniline mittemetallmaterjal, kuid teadusuuringute süvendamisel teame, et tegelikult on olemas mitmeid klaaskiudusid ja neil on suurepärane jõudlus ja seal on palju silmapaistvaid eeliseid. Näiteks on selle mehaaniline tugevus eriti kõrge ning selle soojus- ja korrosioonikindlus on samuti eriti head. On tõsi, et ükski materjal ei ole täiuslik ja klaaskiudul on ka oma puudused, mida ei saa eirata, st see ei ole kulumiskindel ja kaldub haprusele. Seetõttu peame praktilises rakendamises ära kasutama oma tugevaid külgi ja vältima oma nõrkusi.

Klaaskiudude tooraineid on lihtne saada, peamiselt kõrvaldatud vanad klaasist või klaasist tooted. Klaaskiud on väga peen ja rohkem kui 20 klaasist monofilamenti koos on samaväärsed juuste paksusega. Klaaskiud saab tavaliselt kasutada komposiitmaterjalide tugevdamismaterjalina. Klaaskiudude uuringute süvenemise tõttu viimastel aastatel mängib see üha olulisemat rolli meie tootmises ja elus. Käesolev töö uurib peamiselt klaaskiudude tootmisprotsessi ja rakendamist ning tutvustab omadusi, peamisi komponente, peamisi omadusi, materjalide klassifitseerimist, tootmisprotsessi, ohutuskaitset, peamist kasutust, ohutuskaitset, tööstuse staatust ja klaaskiudude arenguväljavaateid.

Klaaskiudude omadused

Sulamispunkt: 680 °C

Keemistemperatuur: 1000 °C

Tihedus: 2,4~2,7 g/cm3

Molekulaarne struktuur:

Klaaskiudul on ka äärmiselt hea omadus, st selle tõmbetugevus on väga suur. Tõmbetugevus on 6,3 ~ 6,9 g / d standardseisundis ja 5,4 ~ 5,8 g / d märjas olekus. Sellised suurepärased omadused muudavad klaaskiudud sageli Võib kasutada universaalselt tugevdava materjalina. Selle A tihedus on 2,54. Klaaskiud on ka väga kuumuskindel ja säilitab oma normaalsed omadused 300 ° C juures. Klaaskiud kasutatakse mõnikord laialdaselt ka soojusisolatsiooni- ja kaitsemeterjalina tänu oma elektrilistele isoleerivatele omadustele ja võimetusele kergesti korrosioonida.

1. 2 Peamised koostisosad

Klaaskiudu koostis on suhteliselt keeruline. Üldiselt peamised komponendid, mis on tunnustatud kõik on ränidioksiid, magneesiumoksiid, naatriumoksiid, booroksiid, alumiiniumoksiid, kaltsiumoksiid ja nii edasi. Läbimõõt monofilament klaaskiud on umbes 10 mikronit, mis on võrdne 1/10 läbimõõduga juuksed. Iga kiudude kimp koosneb tuhandetest monofilamentidest. Joonistusprotsess on veidi erinev. Tavaliselt moodustab ränidioksiidi sisaldus klaaskiudus 50% kuni 65%. Alumiiniumoksiidi sisaldusega üle 20% klaaskiudude tõmbetugevus on suhteliselt kõrge, tavaliselt kõrge tugevusega klaaskiudude, samas kui leelisevabade klaaskiudude alumiiniumoksiidi sisaldus on üldiselt umbes 15%. Kui soovite, et klaaskiudul oleks suurem elastsusmoodul, peate tagama, et magneesiumoksiidi sisaldus on suurem kui 10%. Kuna klaaskiud sisaldab väikest kogust raudoksiidi, on selle korrosioonikindlus erineval määral paranenud.

1.3 Peamised omadused

1.3.1 Toorained ja rakendused Võrreldes anorgaaniliste kiududega on klaaskiududel suurepärane jõudlus. Seda on raskem süüdata, kuumuskindlam, soojusisolatsioon, stabiilsem ja tõmbekindel. Kuid see on habras ja halva kulumiskindlusega. Seda kasutatakse tugevdatud plastide valmistamiseks või kummi tugevdamiseks. Tugevdusmaterjalina on klaaskiudul järgmised omadused: (1) Selle tõmbetugevus on teistest materjalidest parem, kuid selle venivus on väga madal. (2) Elastsuskoefitsient on sobivam. (3) Elastse piiri piires võib klaaskiud pikendada pikka aega ja on väga tõmbekindel, nii et see võib löögi korral neelata suure koguse energiat. (4) Kuna klaaskiud on anorgaaniline kiud, on anorgaanilisel kiul palju eeliseid, seda ei ole lihtne põletada ja selle keemilised omadused on suhteliselt stabiilsed. (5) Vesi ei ole lihtne neelata. (6) Soojuskindel ja looduselt stabiilne, ei ole lihtne reageerida. (7) Selle töödeldavus on väga hea ja seda saab töödelda suurepärasteks toodeteks erineva kujuga, nagu lõngad, vildid, kimbud ja kootud kangas. (8) Võib valgust edastada. (9) Kuna materjale on lihtne saada, ei ole hind kallis. (10) Kõrgel temperatuuril sulab see põlemise asemel vedelateks helmesteks.

1.4 Klassifikatsioon Vastavalt erinevatele klaasistandarditele saab klaaskiudud jagada paljudeks liikideks. Vastavalt erinevatele kujudele ja pikkustele saab seda jagada kolme tüüpi: pidevad kiud, kiudpuuvill ja fikseeritud pikkusega kiud. Vastavalt erinevatele komponentidele, nagu leelisesisaldus, saab seda jagada kolme tüüpi: leelisevaba klaaskiud, keskmise leeliselisega klaaskiud ja kõrge leelisesisaldusega klaaskiud.

1.5 Tootmise toorained Tegelikus tööstuslikus tootmises on klaaskiudu tootmiseks vaja alumiiniumoksiidi, kvartsliiva, lubjakivi, pürofülliiti, dolomiiti, soodatuhka, mirabiliiti, boorhappe, fluoriit, lihvitud klaaskiud jne.

1.6 Tootmismeetodid Tööstuslikud tootmismeetodid võib jagada kahte kategooriasse: üks neist on esmalt klaaskiudude sulatamine ja seejärel väiksema läbimõõduga kerakujuliste või vardakujuliste klaasitoodete valmistamine. Seejärel kuumutatakse ja sulatatakse uuesti erinevatel viisidel, et valmistada peeneid kiude läbimõõduga 3–80 μm. Teine tüüp sulatab ka klaasi esimesena, kuid toodab varraste või kerade asemel klaasikiud. Seejärel tõmmati proov läbi plaatinast sulami plaadi mehaanilise joonistusmeetodiga. Tulemuseks olevaid tooteid nimetatakse pidevateks kiududeks. Kui kiud tõmmatakse läbi rulli paigutuse, nimetatakse saadud tooteid katkematuteks kiududeks, tuntud ka kui lõigatud pikkusega klaaskiudud ja klambrkiud.

1.7 Hindamine

Vastavalt klaaskiudu erinevale koostisele, kasutamisele ja omadustele jaguneb see erinevateks klassideks. Rahvusvaheliselt turustatud klaaskiud on järgmised:

1.7.1 E-klaas See on boraatklaas ja inimesed kutsuvad seda ka leelisevabaks klaasiks igapäevaelus. Oma paljude eeliste tõttu on see kõige laiemalt kasutatav. Praegu on see kõige laialdasemalt kasutatav, kuigi seda kasutatakse laialdaselt, kuid sellel on ka vältimatud puudused. See reageerib kergesti anorgaaniliste sooladega, mistõttu on seda raske happelises keskkonnas säilitada.

1.7.2 C-klaasi nimetatakse tegelikus tootmises ka keskmiseks leeliseklaasiks. Selle keemilised omadused on suhteliselt stabiilsed ja happekindlus on hea. Selle puudus on, et mehaaniline tugevus ei ole kõrge ja elektriline jõudlus on halb. Erinevatel kohtadel on erinevad standardid. Kodumaises klaaskiudutööstuses ei ole keskmise leeliselise klaasi boorielementi. Kuid välismaises klaaskiudutööstuses toodetakse keskmist leeliselist klaasi, mis sisaldab boori. Mitte ainult sisu ei ole erinev, vaid ka keskmise leelisega klaasi roll kodus ja välismaal on erinev. Välismaal toodetud klaaskiust pinnamatid ja klaaskiust vardad on valmistatud keskmisest leeliselisest klaasist. Tootmises toimib ka asfaldis keskmine leeliseklaas. Oma väga madala hinna tõttu kasutatakse seda laialdaselt ning see on aktiivne kõikjal mähkimis- ja filtrikangatööstuses.

1.7.3 Klaaskiud Klaasi nimetatakse tootmisel ka kõrge leeliselisega klaasiks, see kuulub soodassilikaatklaasi, kuid selle veekindluse tõttu ei toodeta seda üldiselt klaaskiuduna.

1.7.4 Klaaskiud D klaas Seda nimetatakse ka dielektriliseks klaasiks, mis on tavaliselt dielektrilise klaaskiudu peamine tooraine.

1.7.5 Klaaskiud tugeva klaasi tugevus on 1/4 kõrgem kui leelisevaba klaaskiud ja selle elastsusmoodul on suurem kui E-klaaskiud. Erinevate eeliste tõttu tuleks seda laialdaselt kasutada, kuid selle kõrge hinna tõttu kasutatakse seda praegu ainult mõnes olulises valdkonnas, nagu sõjatööstus, lennundus ja nii edasi.

1.7.5 Klaaskiud AR klaasi nimetatakse ka leelisekindlaks klaaskiuks. See on puhas anorgaaniline kiud ja seda kasutatakse tugevdusmaterjalina klaaskiust raudbetoonis. Teatud tingimustel võib see asendada isegi terase ja asbesti.

1.7.6 Klaaskiud E-CR klaas on täiustatud boorivaba ja leelisevaba klaas. Kuna selle veekindlus on peaaegu 10 korda suurem kui leelisevaba klaaskiud, kasutatakse seda laialdaselt veekindlate toodete tootmisel. Lisaks on selle happekindlus väga tugev ning tal on domineeriv positsioon maa-aluste torustike tootmisel ja rakendamisel. Lisaks ülaltoodud tavalistele klaaskiududele on teadlased nüüd välja töötanud uut tüüpi klaaskiudud. Kuna see on boorivaba toode, rahuldab see inimeste püüdlusi keskkonna kaitsmisel. Viimastel aastatel on teist tüüpi klaaskiud, mis on populaarsem, mis on klaaskiud topeltklaasikompositsiooniga. Praegustes klaasvillatoodetes võime tajuda selle olemasolu.

1.8 Klaaskiudu identifitseerimine Klaaskiudu eristamise meetod on väga lihtne, st pane klaaskiud vette, kuumuta seda kuni vesi avaneb ja hoia seda 6-7 tundi. Kui leitakse, et klaaskiudu lõhe- ja koesuunad muutuvad vähem kompaktseks, siis on see kõrge leeliselise klaaskiud. Erinevate standardite kohaselt on klaaskiudude klassifitseerimismeetodeid palju, mis on üldiselt jagatud pikkuse ja läbimõõdu, koostise ja jõudluse vaatenurgast.