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纤维和基体在玻璃钢中的作用

纤维和基体在玻璃钢中的作用

纤维将结构刚度和强度传递给 GRP(玻璃增强塑料)材料。基质在纤维之间传递载荷,并在压缩载荷下支撑它们。复合材料的强度、刚度和应力-应变特性是 GRP 截面中纤维体积分数、所用基体树脂和纤维相对于外部载荷的方向性的函数。

玻璃纤维的特性可以通过改变掺入的矿物玻璃的类型和数量来定制。大多数纤维基于二氧化硅 (SiO 2 ),并添加了钙、硼、钠、铁和铝的氧化物。最常见的玻璃纤维类型是:

  • E 玻璃是纺织工业和复合材料中最常用的玻璃,占所用增强材料的 90%。无碱玻璃纤维具有良好的刚度、强度、电气和耐候性能。
  • S玻璃比E玻璃更贵,杨氏模量更高,更耐温。
  • R 玻璃的开发具有卓越的抗疲劳性、耐温性和耐湿性。高技术性能意味着R玻璃不仅可用于航空航天和军备,还可用于体育休闲和交通运输。
  • D玻璃具有非常好的介电特性,用于制造天线罩和高性能印刷电路板。
  • C玻璃具有改进的耐化学性。它在欧洲/美国不用于结构纤维,但用于面纱和表面层。在中国,C-glass 作为结构纤维在垫子和织物中非常普遍。

某些类型的玻璃纤维的一些特性如表所示:

性能 E玻璃 R玻璃 D玻璃 C玻璃
极限抗拉强度,GPa 3.4 4.4 2.5
拉伸模量,GPa 73 86 55
断裂伸长率,% 4.5 5.2 4.5
密度,克/厘米3 2.55 2.53 2.14 2.53
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