玻璃纤维或玻璃纤维是增强聚合物工业中最主要的纤维之一。除了玻璃纤维，碳纤维和凯夫拉尔是常用的增强材料。玻璃纤维用途广泛，可以制成薄片或随意编织成织物。
玻璃纤维可以制成不同类型的玻璃，这取决于它的用途。
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玻璃纤维背景
玻璃纤维发明了Rene Ferchault de Reaumur著。玻璃纤维的大规模生产始于18世纪末。直到1935年，它还是一种被忽视的复合材料，直到玻璃纤维被制成纱线后，它才开始流行起来。
玻璃纤维最初作为复合材料应用于航空工业。从那时起，它已被用于许多商业应用。玻璃纤维之所以如此命名，是因为它是由玻璃制成的，与用于制造窗户和厨房玻璃的玻璃相同。
然而，是制造方法给了它你所知道的形式。玻璃被熔化并强行穿过直径超细的孔。所生产的玻璃丝非常薄，可以编织成薄片或制成用于隔音和绝缘．
今天,玻璃增强纤维或者玻璃纤维被用于制造许多产品，从汽车到飞机到热水浴缸和淋浴房。玻璃纤维比碳纤维更灵活，也更便宜。它还具有比许多金属更坚固的特点。
它重量轻，可塑性强，这意味着它可以很容易地被塑造成不同的形状。玻璃纤维完全占据了市场，理由很充分。如果你想知道玻璃纤维到底是什么，为什么它主导着这个行业，你可能想要进一步阅读，了解所有关于玻璃纤维的知识。
玻璃纤维的性能
玻璃纤维是最受欢迎的增强聚合物属性数组．正如我们之前所说，玻璃纤维在许多不同的行业中都有正确的原因。让我们来看看它的性质。
机械强度
玻璃纤维的比电阻比钢大，是高性能的增强材料。
电特性
玻璃纤维具有良好的电绝缘性，即使它的厚度非常小。
尺寸稳定性
玻璃纤维最好的特性之一是它对湿度或温度的变化不敏感。线性膨胀系数相当低。
热导率
玻璃纤维的热导率很低，这使得它在建筑行业中是一种非常有用的材料。
不燃性
使玻璃纤维成为流行材料的另一个特点是它的矿物成分。由于它是一种矿物材料，它是不燃的，这意味着它不支持或传播火焰。即使在高温下也不释放有毒物质或烟雾。
与有机材料的相容性
玻璃纤维有不同尺寸可供选择。它能与许多矿物基质结合，如水泥，也能与许多合成树脂结合。
耐用性
玻璃纤维是一种非常耐用的材料，因为它不会腐烂昆虫或啮齿动物．这确保了使用玻璃纤维建造的结构的完整性和寿命。
介质渗透率
玻璃纤维具有介电渗透性，因此可用于制造电磁窗。
玻璃纤维的基本组成
玻璃纤维可以制成多种类型，以适应特定的用途。不同类型的玻璃纤维具有不同的组成，从而导致每种类型的玻璃纤维具有不同的特征。除了少数原材料外，所有类型的玻璃纤维的基本组成是相同的。
每种类型的玻璃纤维中所有原材料的数量都是不同的，因此赋予每种类型一套独特的性能。的基础原材料用于制造玻璃纤维的材料包括硅砂、纯碱和石灰石。其他原料包括硼砂、煅烧氧化铝、菱镁矿、高岭土、长石等。
硅砂是玻璃的成釉剂，纯碱和石灰石可以降低熔点。其他成分有助于改善不同的性能。例如，硼砂可以提高耐化学性。
玻璃纤维的类型根据他们的性能
如上所述，根据成分的不同，有许多类型的玻璃纤维。玻璃纤维的主要类型如下:
1.玻璃纤维
a玻璃又称碱玻璃或钠钙玻璃．它是最常见的玻璃纤维类型。大约90%的玻璃是碱玻璃。它是最常见的一种，用于制作食品和饮料的罐子和瓶子等玻璃容器，以及窗玻璃。有时，你使用的烤盘是由钢化苏打石灰玻璃制成的。
钠钙玻璃化学性质稳定，相对便宜，非常可行，而且相当坚硬。它可以重新熔化和重新软化无数次，这就是为什么A-glass型玻璃纤维是理想的玻璃的种类用于玻璃回收。
制造a -玻璃纤维的原料
制造a型玻璃的核心材料包括:
- 苏打(碳酸钠)
- 石灰
- 二氧化硅(二氧化硅)
- 白云石
- 氧化铝(氧化铝)
- 像氯化钠和硫酸钠这样的精细剂
钠石灰玻璃制造
所有原料在1675摄氏度的玻璃炉中熔化。使用便宜的化学物质，如沙子，trona和长石来代替纯化学物质。玻璃炉中原料的混合称为批料。
钠石灰玻璃的种类
苏打水,石灰玻璃在技术上分为两种，即:平板玻璃和容器玻璃。平板玻璃是用来做窗户的玻璃，容器玻璃是用来做容器的玻璃。平板玻璃和容器玻璃不仅在用途上不同，而且在制造方法和化学成分上也不同。
平板玻璃是用浮法生产的，而容器玻璃是用吹制和压制生产的。从化学成分上看，平板玻璃的氧化镁、氧化钠含量高于容器玻璃，二氧化硅、氧化铝、氧化钙含量低于容器玻璃。容器玻璃含有低含量的镁和钠等高水溶性离子，这使得它在化学上更耐用，适合储存食品和饮料。
2.纤维毡;
毡或化学玻璃显示出最高的抗化学冲击能力。它在腐蚀环境中提供结构平衡。这种性质是由于存在大量的硼硅酸钙。
在制造a型玻璃纤维中使用的化学物质的pH值提供了相当高的抗这种类型的玻璃纤维，无论环境(酸性或碱性)。c -玻璃以表面组织的形式用于层压板的外层，用于容纳水和化学品的管道和容器。
3.d玻璃纤维
d -玻璃是一种以其低介电常数而闻名的玻璃纤维，这是由于其成分中存在三氧化硼。由于这一特性，D-glass是用于光缆的理想类型的玻璃纤维。d -玻璃还含有硼硅酸盐，这使得这种类型的玻璃纤维具有极低的热膨胀系数。
由于这些特性，d -玻璃经常用于电器和炊具。
4.e玻璃纤维
;更常见的说法是电玻璃。它是一种轻型复合材料，用于航空航天、海洋和工业应用。E-glass玻璃纤维布是一种行业标准，提供了性能和成本之间的平衡。
它的悬垂特性很好，使用起来更干净。
制造e -玻璃纤维的原料
电子玻璃是一种碱玻璃。制造E-glass玻璃纤维所用的原材料有:
- 二氧化硅(二氧化硅)
- 氧化铝(氧化铝)
- 氧化钙
- 氧化镁
- 三氧化二硼
- 氧化钠
- 钾氧化
e -玻璃纤维的性能
的关键属性使电子玻璃成为一种受欢迎的玻璃纤维有:
- 低成本
- 高强度
- 低密度
- 高刚度
- 耐热性
- 不燃烧的
- 耐化学品性能好
- 对水分相对不敏感
- 良好的电绝缘性
- 在不同条件下保持力量的能力
电子玻璃纤维的应用
电子玻璃被开发用于电气应用，但它也被用于许多其他领域。它导致了与热固性树脂结合的玻璃增强塑料的生产。玻璃增强塑料制成的薄板和面板几乎广泛应用于所有工业领域。
它保护结构的完整性免受任何机械冲击。
5.Advantex玻璃纤维
Advantex玻璃纤维是一种新的行业标准，它结合了e -玻璃的机械和电气性能与ECR型玻璃纤维的耐酸性腐蚀性能。这种类型的玻璃纤维满足ECR玻璃的耐酸性腐蚀标准，成本与e玻璃相似。由于熔点较高，Advantex玻璃纤维可用于热波动较大的应用。
Advantex玻璃纤维含有大量的氧化钙，类似于ECR玻璃纤维。它用于结构更容易腐蚀的应用场合。此外，这种类型的玻璃纤维通常用于石油、天然气和采矿工业、发电厂和海洋应用(污水系统和废水系统)。
6.ECR玻璃纤维
ECR玻璃纤维又称电子玻璃纤维。机械强度高，防水性能好，耐酸碱腐蚀。它具有比E-glass更好的性能。
ECR玻璃比其他类型的玻璃纤维最大的优势是它的制造方法是环保的。与e玻璃相比，ECR玻璃纤维具有更高的耐热性、更好的机械性能、更低的漏电性、更好的防水性能和更高的表面电阻。ECR玻璃纤维用于制作透明玻璃板。
它由铝硅酸盐钙制成，具有强度、耐酸性腐蚀和导电性，适用于需要这些特性的应用。ECR玻璃使用寿命更长。它是一种更耐用的玻璃纤维类型，由于其优越的耐水、酸和碱。
此外，它以更低的成本提供更高的性能。
7.AR-Glass纤维
AR-glass或耐碱的玻璃已专门开发用于混凝土。它的组成是由氧化锆在最佳水平上特制而成的。氧化锆的加入是什么使这种类型的玻璃纤维适合用于混凝土。
ar玻璃通过提供强度和灵活性防止混凝土开裂。ar玻璃在水中难以溶解，不受ph值变化的影响，可轻松添加到混凝土和钢材混合物中。
ar -玻璃纤维用于预混料GFRC和其他混凝土和砂浆加固应用。它具有高模量和抗拉强度。此外，不像钢，它不会生锈。
在混凝土混合物中掺入ar玻璃是相当容易的。
8.r -玻璃，s -玻璃或t -玻璃纤维
R-Glass, S-Glass和T-glass是同一种玻璃纤维的商标名。与e -玻璃纤维相比，它们具有更大的抗拉强度和模量。这种类型的玻璃纤维的润湿性能和酸性强度也较高。
这些性能是通过减小灯丝直径而获得的。这种类型的玻璃纤维是为国防和航空航天工业开发的。它也被用于刚性弹道装甲的应用。
这种类型的玻璃纤维产量较低，这意味着它的成本相对较高。由于这种类型的玻璃纤维是高性能的，并且只用于特定的行业，因此产量很低。
9.S2-Glass纤维
S2-glass纤维是目前可用的性能最高的玻璃纤维。与其他类型的玻璃纤维相比，s2 -玻璃在其组成中具有更高水平的二氧化硅。因此，其性能增强，重量性能更好，耐高温，抗压强度高，抗冲击性能提高。
最重要的是，S2-glass还提供了更好的性价比。S2-glass的抗拉强度比传统玻璃纤维高出约85%。它提供了一致的高性能和耐久性。
它具有更好的纤维韧性和阻力模量，为成品部件提供更好的冲击能力，以及更高的损伤容限和复合材料耐久性。它提供了约25%以上的线性弹性刚度，并显示出良好的耐磨性损伤。s2 -玻璃纤维由于其比传统类型的玻璃纤维更好的物理性能，主要用于复合材料和纺织工业。
10.米的玻璃纤维
m型玻璃纤维的成分中含有铍。这个元素增加了玻璃纤维的弹性。
11.Z-Glass纤维
Z-glass被用于许多行业，包括混凝土加固行业，在这些行业中，它被用于创造看起来透明的产品。它也被用于创建3D打印机纤维。z型玻璃纤维具有较高的机械性能、抗紫外线、耐酸、耐碱、耐盐、耐划伤、耐磨和耐温性能，是最耐用、最可靠的玻璃纤维之一。
玻璃纤维的类型基于形式
玻璃纤维可在下面的形式：
- 拖
- 面纱垫
- 机织物
- 短绞凉席
1.拖曳和粗纱
当玻璃纤维以两束或粗纱形式存在时，它表现出最高数量的性能。这种形式的玻璃纤维装在线轴上，可以根据需要展开和切割，也可以送入长丝绕线机。玻璃纤维的纤维必须保持张力以保持其机械性能。
2.面纱垫
玻璃纤维，以面纱垫的形式，有连续的纤维束，被排列成薄堆，随机地圈起来。面纱垫的粘稠度类似于薄纸。它们不适用于任何结构应用。
然而，它们有一些非常重要的用途。它们可以放置在直接放置在表面涂层后面的模具中，以最大限度地减少较重的加强布的打印。此外，这一外层——相当薄——也允许成品零件的表面打磨，而不会切割到下面的加强织物。
面纱垫的第二个非常重要的用途是它们与三明治芯一起使用。为了保持理想的(最大)粘结线厚度，它们直接放置在芯上。面纱垫还可以防止多余的树脂落入蜂窝芯的细胞，以防真空不使用。
3.机织物
机织织物是相当强的增强材料。机织织物中的纤维向两个方向定向，并束成纱线。因此，制成的织物更坚固。
4.短绞凉席
这种形式的玻璃纤维的纤维长度是3到4英寸。与机织织物不同的是，斩股毡中的纤维是随机排列的，没有固定的方向。这种形式的玻璃纤维不是很坚固，因为纤维的长度很短。然而，这种形式的玻璃纤维是最便宜的，这就是为什么它也是最常用的。
由于纤维的随机取向，有效地隐藏了凝胶涂层的印花穿过。
玻璃纤维的制造过程
在所有的原料被熔化成“大块”并通过喷丝器后，玻璃纤维长丝就生产出来了。细丝有两种类型;连续长丝和短长丝。
连续灯丝工艺
不确定长度的玻璃纤维长丝是通过连续长丝工艺生产的。熔融玻璃纤维通过的喷丝口有无数(数百)个小开口。产生的玻璃纤维线被运送到以非常高的速度旋转的绕线机。
在该工艺的最后，得到一种连续的玻璃纤维细丝纱线，用于制作窗帘和窗帘。
短纤维加工
通过短纤维工艺生产的玻璃纤维很长。当熔融体通过小开口时，一股压缩空气射流将熔融体流转化为又长又细的纤维。这些纤维形成一个网，聚集成一条条子。
从银条中，制成玻璃纤维纱，然后在工业中用于绝缘目的。
玻璃纤维的应用
正如前面几次提到的，玻璃纤维是工业垫圈中最常用的材料之一。看看玻璃纤维的性能，我们就能知道为什么玻璃纤维是首选材料。它的热和电绝缘，强度和耐用性只是众多原因中的几个。
下面列出了玻璃纤维的一些最突出的应用:
飞机和航空航天工业
用于飞机和航空航天工业的材料必须是稳定和轻量化的。与e型玻璃相比，s型玻璃具有更高的强度和模量，这使得s型玻璃成为该行业首选的玻璃纤维类型。此外，s玻璃还具有较高的层压板强度重量比，高疲劳寿命和高温下的高保留率。
它经常被用于制造直升机装甲、飞行甲板装甲、飞机地板和座椅。由于s型玻璃不仅具有更高的机械强度，而且不导电，雷达热剖面更低，它可以让军方看到而不被发现。它还被用于制造直升机的复合叶片。
建筑行业
玻璃纤维具有尺寸稳定性，这使其成为建筑中使用的理想材料。轻量化、低可燃性、抗冲击性和高强度是任何建筑材料都应该具备的所有特性，而玻璃纤维就是它所需要的一切。玻璃纤维用于商业、住宅和工业建筑的室内外构件，从浴室装置到游泳池栅栏从工业建筑的天窗到太阳能加热元件。
消费品
玻璃纤维在众多消费品中随处可见。它用于制作家具框架和成品，如公用事业和装饰托盘，分隔屏，墙板，运动设备，游泳池和游乐场设备等等。由于其柔韧性增加，重量轻，强度高，耐用性好，易成型，表面优良，耐磨损和耐腐蚀，被用作消费品的主要材料。
耐腐蚀设备
有很多物品必须用耐腐蚀的材料制成。这些是要在恶劣环境中使用的物品，因此，必须耐腐蚀，这样才能使用很长时间。必须用耐腐蚀材料制造的项目包括排水和水管、地下油箱、冷却塔、污水系统、大坝闸门等防洪结构以及涉及能源生产行业的结构。
由于玻璃纤维具有很高的耐腐蚀和耐磨性，是用于制造耐腐蚀设备的理想材料。
电子应用
温度稳定性和机械强度使玻璃纤维成为一种适用于电子产品的材料。它是工业中用于绝缘电气设备和电子绝缘的最常见材料之一。在电线上涂上玻璃纤维涂层以使其绝缘。
玻璃纤维还用于开关柜、变压器、配电杆硬件、计算机部件等。
海洋产业
70%的船是用玻璃纤维建造的。玻璃纤维的耐用性和强度是它在海洋工业中占主导地位的主要原因。在海洋工业中使用玻璃纤维的主要优点之一是它可以很容易地被塑造成不同的形状。
这使得玻璃纤维非常容易处理。
汽车行业
玻璃纤维的轻重量使其成为汽车工业的首选建筑材料。汽车的许多结构部件都是用玻璃纤维制成的，例如带式斜交轮胎中的皮带。玻璃纤维也被用于制造铁路鱼板。
玻璃纤维复合材料像洪水一样占领了市场。它已经取代了金属等传统建筑材料。随着不断的改进和进一步的发展，玻璃纤维的质量将不断提高。
在一定程度上成功满足了工程领域的需求，并在继续进一步满足各行业的需求。