玻璃鋼制品基礎(chǔ)知識和性能特點發(fā)表時間:2024-02-26 11:21 |
玻璃鋼制品是近幾十年來發(fā)展迅速的一種復(fù)合材料。玻璃纖維產(chǎn)量的70%都是用來制造玻璃鋼制品。由于玻璃鋼制品是一種復(fù)合材料,其性能的適應(yīng)范圍非常廣泛,因此它的市場開發(fā)前景十分廣闊。我國玻璃鋼制品工業(yè)經(jīng)過多年來的發(fā)展,已在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域中取得了成功的應(yīng)用,例如采用玻璃鋼制品制造各種小型汽艇、救生艇、游艇,以及汽車制造業(yè)等,節(jié)約了不少鋼材,在經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用。http://m.daozhuangju.cn/
一、玻璃鋼制品的定義
玻璃鋼制品學(xué)名纖維增強塑料,俗稱FRP(Fiber Reinforced Plastics),即纖維增強復(fù)合塑料。根據(jù)采用的纖維不同分為玻璃纖維增強復(fù)合塑料(GFRP),碳纖維增強復(fù)合塑料(CFRP),硼纖維增強復(fù)合塑料等。玻璃鋼制品是以玻璃纖維及其制品(玻璃布、帶、氈、紗等)作為增強材料,以合成樹脂作基體材料的一種復(fù)合材料,由于所使用的樹脂品種不同,有聚酯玻璃鋼制品(用玻纖增強的不飽和聚酯樹脂材料)、環(huán)氧玻璃鋼制品(用玻纖增強的環(huán)氧樹脂材料)、酚醛玻璃鋼制品之別。
玻璃鋼制品材料具有基體樹脂所無法比擬的優(yōu)異性能,例如材料的整體性、高機械性能、耐沖擊性能、耐腐蝕性能、良好的介電性能和尺寸穩(wěn)定性能以及材料的耐久性等等,這使得玻璃鋼制品材料在各個領(lǐng)域,均獲得了廣泛的應(yīng)用。
二、玻璃鋼制品制品的分類
玻璃鋼制品作為復(fù)合材料的一種,因其獨特的性能優(yōu)勢,已在航空航天、鐵道鐵路、裝飾建筑、家居家具、廣告展示、工藝禮品、建材衛(wèi)浴、游艇泊船、體育用材、環(huán)衛(wèi)工程等等相關(guān)十多個行業(yè)中廣泛應(yīng)用,又因其易造型可定制和色彩隨意調(diào)配的特點,深受商家和銷售者的青睞,占有越來越大的市場比分。目前常見的玻璃鋼制品制品分類如下:
1、玻璃鋼制品罐:玻璃鋼制品儲罐,鹽酸儲罐,硫酸儲罐,反應(yīng)罐,防腐儲罐,化工儲罐,運輸儲罐,食品罐,消防罐等;
2、玻璃鋼制品管:玻璃鋼制品管道,玻璃鋼制品夾砂管,玻璃鋼制品風(fēng)管,玻璃鋼制品電纜管,玻璃鋼制品頂管,玻璃鋼制品工藝管等;
3、塔器:干燥塔,洗滌塔,脫硫塔,酸霧凈化塔,交換柱等;
4、衛(wèi)生間:衛(wèi)生間底盤,衛(wèi)生間頂板;
5、其他:角鋼,線槽,拉擠型材,三通,四通,玻璃鋼制品格柵等。
三、玻璃鋼制品材料的性能特點
1、玻璃鋼制品材料的性能優(yōu)點
(1)輕質(zhì)高強
玻璃鋼制品相對密度在1.5~2.0之間,只有碳鋼的1/4~1/5,可是拉伸強度卻接近,甚至超過碳素鋼,強度可以與高級合金鋼相比。因此,在航空、火箭、宇宙飛行器、高壓容器以及其他需要減輕自重的制品應(yīng)用中,具有卓越成效。通過使用萬測TSE504C微機控制電?萬能試驗機進行試驗,某些環(huán)氧FRP的拉伸、彎曲和壓縮強度能達到400Mpa以上。
萬測TSE504C微機控制電?萬能試驗機
(2)耐腐蝕
FRP是良好的耐腐材料,對大氣、水和一般濃度的酸、堿、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。它已應(yīng)用到化工防腐的各個方面,正在取代碳鋼、不銹鋼、木材、有色金屬等。
(3)電性能好
FRP是優(yōu)良的絕緣材料,可用來制造絕緣體,高頻下仍能保證良好介電性,微波透過性良好,已廣泛用于雷達天線罩。
(4)熱性能良好
FRP熱導(dǎo)率低,室溫下為1.25~1.67kJ/(m·h·K),只有金屬的1/100~1/1000,是優(yōu)良的絕熱材料。在瞬時超高溫情況下,玻璃鋼制品是理想的熱防護和耐燒蝕材料,能保護宇宙飛行器在2000℃以上承受高速氣流的沖刷。
(5)可設(shè)計性好
可以根據(jù)需要,靈活地設(shè)計出各種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品來滿足使用要求,可以使產(chǎn)品有很好的整體性,如:可以設(shè)計出耐腐的、耐瞬時高溫的、產(chǎn)品某方向上有特別高強度的、介電性好的等等。
(6)工藝性優(yōu)良
可以根據(jù)產(chǎn)品的形狀、技術(shù)要求、用途及數(shù)量來靈活地選擇成型工藝。工藝簡單,可以一次成型,經(jīng)濟效果突出,尤其對形狀復(fù)雜、不易成型的數(shù)量少的產(chǎn)品,更能突出它的工藝優(yōu)越性。
2、玻璃鋼制品材料的性能缺點
(1)彈性模量低
FRP的彈性模量比木材大兩倍,但比鋼(E=2.1×105)小10倍,因此在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中常感到剛性不足,容易變形。因此可以做成薄殼結(jié)構(gòu)、夾層結(jié)構(gòu),也可通過高模量纖維或者做加強筋等形式來彌補。
(2)長期耐溫性差
一般FRP不能在高溫下長期使用,通用聚酯FRP在50℃以上強度就明顯下降,一般只在100℃以下使用;通用型環(huán)氧FRP在60℃以上,強度有明顯下降。但可以選擇耐高溫樹脂,使長期工作溫度在200~300℃是可能的。若想測試FPR制品在高溫下的物理性能變化,可使用配備有高低溫箱的萬測TSE504C微機控制電?萬能試驗機進行試驗,其中高低溫箱可為試驗提供-70℃~350℃區(qū)間內(nèi)的環(huán)境溫度。
萬測高低溫環(huán)境箱
(3)老化現(xiàn)象
老化現(xiàn)象是塑料的共同缺陷,F(xiàn)RP也不例外,玻璃鋼制品在紫外線、風(fēng)沙雨雪、化學(xué)介質(zhì)、機械應(yīng)力等作用下容易導(dǎo)致性能下降。
(4)剪切強度低
玻璃鋼制品層間剪切強度是靠樹脂來承擔的,所以很低??梢酝ㄟ^選擇工藝、使用偶聯(lián)劑等方法來提高層間粘結(jié)力,最主要的是在產(chǎn)品設(shè)計時,盡量避免使層間受剪。http://m.daozhuangju.cn/
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