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玻璃纤维:形式、制造和起源

玻璃纤维:形式、制造和起源

玻璃纤维以其多功能性和强度而闻名,是复合材料领域的基石。我们将深入研究各种形式的玻璃纤维——短切绞线垫、喷涂绞线垫、机织织物、拉挤成型绞线和胶带——并探索玻璃纤维的迷人起源和制造过程,因为它继续以其弹性和适应性塑造行业。

玻璃纤维的起源:

玻璃纤维的起源可以追溯到20世纪初,其发展归功于美国工程师Russell Games Slayter和玻璃科学家John H.Thomas。1932年,他们发现了一种生产连续玻璃纤维的方法。这为创造一种将玻璃的强度与纤维的柔韧性相结合的材料铺平了道路,从而诞生了我们现在所知的玻璃纤维或玻璃纤维。

制造工艺:

玻璃纤维的制造涉及一个细致的过程,将原材料转化为我们今天所认识的多功能材料。

1.熔炼:该过程从原材料(主要是硅砂、石灰石和氧化铝)在熔炉中熔化开始。这种融合产生熔融玻璃。

2.挤压:然后将熔融玻璃压入微小的开口,形成连续的股线。该工艺称为挤出工艺,对于生产玻璃纤维的连续纤维至关重要。

3.冷却和上浆:当挤出的纤维出现时,它们会迅速冷却以固化。在复合材料制造过程中,对纤维进行施胶或涂层,以增强其对树脂的附着力。

4.垫子、粗纱、织物和胶带的形成:这些连续纤维被进一步加工成不同的形式:

  • 短切的绞线垫:随机取向的纤维由粘合剂固定在一起,是复合材料制造中常见的增强材料。它们的多功能性使其适用于造船、汽车部件和建筑材料的应用。短切绞线毡提供均匀的强度并促进树脂分布,使其成为复合材料制造过程中不可或缺的一部分。
  • 喷涂粗纱(斩波枪):通常被称为斩波枪,涉及将切碎的玻璃纤维线和树脂连续输送到模具上。这种方法广泛用于制造大型零件,如游泳池、水疗中心、船体和其他部件。斩波枪能够快速沉积玻璃纤维和树脂层,使其成为大批量生产的经济高效的解决方案。
  • 机织面料:交错纤维形成具有增强强度和尺寸稳定性的织物。这种形式的玻璃纤维通常用于需要更高机械性能的应用,例如航空航天部件、体育用品和汽车零件。编织图案有助于提高承重能力和整体耐久性。
  • 拉挤成型:拉挤成型是一种生产方法,其中制造具有一致横截面形状的不间断玻璃纤维增强聚合物。在这种技术中,增强纤维、拉挤用液态树脂、着色剂和其他材料通常通过加热模具拉制,从而形成玻璃钢复合材料。
  • 磁带:连续的股线组装成胶带,用于有针对性和复杂的加固。它可用于维修和加固结构,包括管道系统、汽车维修和建筑项目。玻璃纤维胶带具有柔韧性和易用性,是局部强化的理想选择。

5.复合材料制造:玻璃纤维与各种形式的树脂结合,形成复合材料。根据预期的应用,所选择的玻璃纤维形式被集成到制造过程中,为最终产品提供强度、耐用性和多功能性。

了解玻璃纤维的起源和制造过程可以更深入地了解其演变和广泛应用。今天,工业中使用了其他类型的纤维增强材料,例如碳纤维和芳纶纤维,然而,玻璃纤维(玻璃纤维)仍然是一种高效的解决方案,具有高性能、轻质、耐腐蚀、高强度、设计灵活性以实现复杂形状、隔热和隔音、耐用和非磁性,最后一个特性是复杂的医疗设备由玻璃纤维制成的一个原因。

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