1、什么叫復(fù)合材料?復(fù)合材料與玻璃鋼是什么關(guān)系?
由兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立的物理相,包括粘結(jié)材料(基體)和粒料、纖維或片狀“材料所組成的一種固體產(chǎn)物”稱(chēng)為復(fù)合材料。簡(jiǎn)單的復(fù)合材料是農(nóng)村里建土坯房用的加有稻草的“泥巴”。其中泥土為粘結(jié)劑,稻草為增強(qiáng)材料。可見(jiàn)復(fù)合材料萬(wàn)變不離其宗。它由兩部份組成,其一為基體(體系),其二為增強(qiáng)材料。
復(fù)合材料可按基體材料不同分為三大類(lèi):
(1)聚合物基復(fù)合材料;
(2)金屬基復(fù)合材料;
(3)無(wú)機(jī)非金屬基復(fù)合材料;如陶瓷基復(fù)合材料;無(wú)機(jī)玻璃鋼等。其中,聚合物基復(fù)合材料占所有復(fù)合材料的90%以上。
玻璃鋼就屬于聚合物基復(fù)合材料,在聚合物基復(fù)合材料中,玻璃鋼的用量又占其總量的90%以上。
2、什么叫玻璃鋼?玻璃鋼有什么特點(diǎn)?
玻璃鋼即既不是玻璃也不是鋼,而是玻璃纖維增強(qiáng)塑料的“俗稱(chēng)”,是上世紀(jì)五十年代末由原建材部付部長(zhǎng)賴(lài)際發(fā)首先提出來(lái)的,現(xiàn)已逐漸被國(guó)際上的業(yè)界人士認(rèn)可,特別是在華人圈內(nèi)。
玻璃鋼FRP就是莫文玻璃纖維增強(qiáng)塑料(Fiber Reinforced Plastics)的縮寫(xiě)。
玻璃鋼始于20世紀(jì)四十年代,我國(guó)從1958開(kāi)始從事研制,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)多個(gè)領(lǐng)域。FRP有不少突出的特點(diǎn):
(1)輕質(zhì)高強(qiáng),比重在1.5~2.0之間,只有碳鋼的1/4~1/5,可拉伸強(qiáng)度卻接近,其至超過(guò)碳鋼,而強(qiáng)度(材料強(qiáng)度除以密度之值)可以與合金鋼相比。因此,在航空、火箭、飛行器等高壓容器以及其它需要減輕自重的制品應(yīng)用中,具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
(2)耐化學(xué)腐觸:FRP是良好的耐腐材料,對(duì)一般濃度的酸、堿、鹽、多種油類(lèi)和有機(jī)溶劑,海水都有較好的抵抗能力?,F(xiàn)已廣泛應(yīng)用到化工防腐的多個(gè)領(lǐng)域,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。正取代碳鋼,不銹鋼、木材、有色金屬等。
(3)電性能好:FRP的絕緣性能(表面電阻、體積電阻、擊穿電壓等)較高,且可做成防靜電或?qū)щ姷牟牧?,在高頻下能保持良好的介電性能,不受電磁作用,不反射電磁波,能透過(guò)微波。
(4)耐瞬時(shí)超高溫:有的FRP能耐3800℃以上的瞬時(shí)超高溫而成為上天火箭殼體、頭錐、噴管等燒蝕材料的選擇。我國(guó)就是為了搞“兩彈一星”才開(kāi)始搞FRP的研制的。FRP導(dǎo)熱系數(shù)低,室溫下為0.3~0.4千卡/米·時(shí)·度,只有金屬的1/100~1/1000,是優(yōu)良的絕熱材料。
(5)無(wú)缺口敏感性:纖維復(fù)合材料中有大量獨(dú)立的纖維,每平方厘米上的纖維少則幾千根,多則上萬(wàn)根,從力學(xué)觀點(diǎn)看是典型的靜不定體系,不會(huì)像玻璃、金屬那樣出現(xiàn)“缺口敏感性”(一有破損迅速擴(kuò)展),即使構(gòu)件超載有少量纖維斷裂,載荷會(huì)迅速重新分配在未破壞的纖維上。因此FRP適合制作一些要求高的構(gòu)件,加飛機(jī)輪轂,直升機(jī)轉(zhuǎn)子,坦克輪,,頭盔等。
(6)抗疲勞性能好:疲勞破壞是材料在交變載荷作用下,由于微觀裂縫的形成和擴(kuò)展而造成的低應(yīng)力破壞。
(7)可制出透明和多種色彩的產(chǎn)品。
(8)設(shè)計(jì)適應(yīng)性強(qiáng),成型工藝性狀越:FRP既是一種材料,也是一種結(jié)構(gòu),可通過(guò)選用不同的材料和成型工藝大程度地滿(mǎn)足不同產(chǎn)品的不同要求。
任何產(chǎn)物都是一分為二的,F(xiàn)RP不是的,它也有不足之處:
(1)彈性模量低,F(xiàn)RP的彈性模量比木材大兩倍,但比鋼小10倍,因此在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中常感剛性不足,易變形??勺龀杀そY(jié)構(gòu),夾層結(jié)構(gòu),或通過(guò)加入高模量碳纖維來(lái)提高FRP的鋼性。
(2)長(zhǎng)期耐熱性低,一般僅能在100℃以下長(zhǎng)期使用,但通過(guò)使用高性能樹(shù)脂,可使這一溫度上升到200~300℃。
(3)存在老化現(xiàn)象:可加防老劑,表面涂裝等加以改善。
(4)而磨性差:可加耐磨材料加以改善,如碳化硅
注:我公司的玻璃鋼產(chǎn)品及半成品:專(zhuān)業(yè)SMC/BMC模具制造
1、SMC電纜支架;2、SMC絕緣板;建筑模板3、其它SMC汽車(chē)部件(電池殼,保險(xiǎn)杠多種SMC/BMCZ制品)
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