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影响【环氧板】玻璃纤维性能影响的因素

环氧板玻璃纤维的组成可以看出,不同型号的玻璃纤维成分差别较大,这就导致不同玻璃纤维的性能(如力学性能、热膨胀系数,软化温度等)差别较大。因此,当提到玻璃纤维的性能时,一般要说明是哪种玻璃纤维。下面主要介绍影响玻璃纤维力学性能的因素。
(1)
环氧板玻璃纤维的强度和玻璃的化学组成关系密切。一般而言,含碱量(碱金属氧化物,如 Na2 O, K2O)越高,玻璃纤维的强度越低。因而无碱玻璃纤维强度高于中碱玻璃纤维,而高碱玻璃纤维强度更低。需要说明的是,纤维强度对其化学成分的依赖关系只有当纤维表面缺陷减小到一定程度时才会表现出来。纤维表面缺陷越小,该依赖关系就越明显;而当纤维表面有微裂纹时,各种玻璃纤维的强度便无明显差别。
(2)纤维尺寸影响着纤维的强度。其他条件相同时,
环氧板玻璃纤维的拉伸强度随纤维直径变细而增加,随纤维长度增加而显著降低。
(3)环境因素也可对玻璃纤维的性能产生影响。这主要取决于纤维对大气水分的化学稳定性。若玻璃纤维对水分稳定性好,如无碱玻璃纤维,则纤维对环境因素就不敏感,在存储过程中,纤维强度基本保持不变。而高碱玻璃纤维因含较多的Na2O而对环境较为敏感,在存储过程中,纤维强度会逐渐降低,称该现象为纤维的老化。
(4)此外,纤维疲劳和制备工艺都会对纤维性能产生影响。疲劳现象在材料中是普遍存在的,
环氧板玻璃纤维的疲劳是指纤维强度会随服役时间的延长而降低。其原因是水分的吸附作用。在服役中,水分会吸附并渗人纤维微裂纹中,在外力作用下加速裂纹扩展。玻璃纤维的成型方法和成型条件对强度也有较大影响,1如玻璃硬化速度越快,最终得到的玻璃纤维强度就越高。3.特种玻璃纤维

由于
环氧板玻璃纤维综合性能好,价格低廉,因而其发展也从未停止。除通过改变玻璃纤维成分(如添加某些氧化物)或改变制备工艺来提高玻璃纤维的力学性能外,还有为满足某种需要,开发出特殊用途的玻璃纤维,将这些玻璃纤维统称为特种玻璃纤维。现在对部分特种纤维进行简单介绍。
(1)空心玻璃纤维和异形截面玻璃纤维。这两种玻璃是采用特殊的玻璃纤维成型技术,从而改变纤维形状并具有特殊用途的纤维。空心玻璃纤维的主要特点是质量轻,刚度好,介电常数低,隔热性能好。其主要用途是减轻纤维和复合材料的质量,增加刚度和抗压强度。空心玻璃纤维的主要技术指标是空心度和空心率。前者是指单根纤维的空心直径与纤维直径的比值;后者是指用多孔空心漏嘴的漏板拉出一束纤维,其中空心纤维和总纤维的比值。异形截面
环氧板玻璃纤维是改变纤维的圆柱形状,制成三角形、椭圆形等形状,以增加与树脂基体的黏合力,进而提高复合材料的强度和刚度的-种纤维。
(2)耐辐射绝缘玻璃纤维。该玻璃纤维由SiO2,Al2O3 ,CaO,MaO组成,是具有抗中子俘获面积小半衰期短、绝缘电阻高和力学性能好的一种特种玻璃纤维。在高剂量Y射线和快中子的辐照下,它仍能保持高且稳定的电阻,常被用作高温强辐照条件下的绝缘材料。
(3)高硅氧玻璃纤维和石英玻璃纤维。两者的主要特点是耐高温、尺寸稳定、化学稳定性 好抗热震性能好。它们的主要区别在于SiOz含量不同,前者SiOz含量-般为96% ~99%,后者的SiO,含量更高。因此,后者的力学性能更好,耐温性也更为优异,最高安全使用温度为 1100~1 200 C。两者增强的复合材料主要用于飞行器的防热构件。
(4)氮氧玻璃纤维。该
环氧板玻璃纤维主要是用氮原子取代玻璃中的部分氧原子,提高了原子间的结合力,因而可提高纤维强度、弹性模量和耐热性等。
其他特种玻璃纤维还有低介电玻璃纤维、半导体玻璃纤维等。随着玻璃纤维制造工业的 发展,玻璃纤维还将进步 发展,特种玻璃纤维 的种类也将逐渐增多。

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