簡析玻璃鋼材質(zhì)的優(yōu)點與不足
玻璃鋼,即纖維強化塑料,一般指用玻璃纖維增強不飽和聚脂、環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂基體。以玻璃纖維或其制品作增強材料的增強塑料,稱謂為玻璃纖維增強塑料,或稱謂玻璃鋼。由于所使用的樹脂品種不同,因此有聚酯玻璃鋼、環(huán)氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼之稱。質(zhì)輕而硬,不導(dǎo)電,機(jī)械強度高,回收利用少,耐腐蝕??梢源驿摬闹圃鞕C(jī)器零件和汽車、船舶外殼等。玻璃鋼是近五十多年來發(fā)展迅速的一種復(fù)合材料。玻璃纖維的產(chǎn)量的70%都是用來制造玻璃鋼。玻璃鋼硬度高,比鋼材輕得多。轉(zhuǎn)載請著名出處,玉海雕塑:http://tiexinwang.cn。
玻璃鋼的優(yōu)點:輕質(zhì)高強,玻璃鋼雕塑相對密度在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,而比強度可以與高級合金鋼相比。因此,在航空、火箭、宇宙飛行器、高壓容器以及在其他需要減輕自重的制品應(yīng)用中,都具有卓越成效。某些環(huán)氧FRP的拉伸、彎曲和壓縮強度均能達(dá)到400Mpa以上。部分材料的密度、強度和比強度見表1-1。耐腐蝕性能好,F(xiàn)RP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。玻璃鋼雕塑定做的部分技術(shù)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。電性能好是優(yōu)良的絕緣材料,用來制造絕緣體。高頻下仍能保護(hù)良好介電性。微波透過性良好,已廣泛用于雷達(dá)天線罩。熱性能良好FRP熱導(dǎo)率低,室溫下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,是理想的熱防護(hù)和耐燒蝕材料,能保護(hù)宇宙飛行器在2000℃以上承受高速氣流的沖刷可設(shè)計性好①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。②可以充分選擇材料來滿足產(chǎn)品的性能,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。工藝性優(yōu)良①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。②工藝簡單,可以一次成型,經(jīng)濟(jì)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,更突出它的工藝優(yōu)越性。
玻璃鋼的不足:彈性模量低。FRP的彈性模量比木材大兩倍,但比鋼(E=2.1×106)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??梢宰龀杀そY(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。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。有些玻璃鋼雕塑制造廠生產(chǎn)出來的玻璃鋼雕塑制品的老化現(xiàn)象是塑料的共同缺陷,F(xiàn)RP也不例外,在紫外線、風(fēng)沙雨雪、化學(xué)介質(zhì)、機(jī)械應(yīng)力等作用下容易導(dǎo)致性能下降。層間剪切強度低層間剪切強度是靠樹脂來承擔(dān)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。