复合材料增强材料

1、第三章第三章 复合材料的增强材料复合材料的增强材料 定义：复合材料中凡能提高基体材料力学性能的物质。 纤维：在复合材料中起增强作用，是主要承力组分。可使复合材料的强度、刚度以及耐热性、韧性得到较大幅度提高，且可减小收缩。 例如：PS塑料中加入玻璃纤维后 拉伸强度可从600MPa提高到1000MPa, 弹性模量可从3GPa提高到8GPa， 热变形温度可从85提高到105 ，使-40 下的冲击强度提高10倍。 能明显提高基体某种所需的性能，如比强度、比模量、耐热性、耐磨性或低膨胀性等 良好的化学稳定性； 良好的浸润性；复合材料的增强材料应具备的基本特性复合材料的增强材料应具备的基本特性增强体的分类

2、按纤维形状分类按纤维组成分类1）按纤维形状分类 纤维类增强体 颗粒类增强体 晶须类增强体 片状物增强体：主要为陶瓷薄片，用于陶瓷薄片叠压成型CMC。纤维类增强体连续纤维增强体： 分单丝、束丝（数百至几万根单丝组成） 长度100m，一般直径在120m，直径越小强度越高。短纤维增强体： 长度几十毫米，分单丝、和束丝短纤维增强体。 短纤维增强复合材料的强度、刚度低于连续纤维复合材料。颗粒类增强体作用：以很细的粉状（50m)加到基体中起到提高强度、模量、增韧、耐磨、耐热等作用。按材料组成分为 无机非金属颗粒：如碳化硅、氧化铝、碳化钛、碳化硼、石墨、金刚石、碳酸钙； 聚合物颗粒：聚乙烯、氟树脂、聚丙烯、

3、聚酰胺颗粒； 金属颗粒：铁、铜、铝颗粒。晶须类增强体 晶须：是人工制造出的细小单晶，一般呈棒状，其直径为0.21m，长度为几十微米。 性质：由于细小组织结构、缺陷少，具有很高的强度和模量。 类型：SiC、Al2O3、Si3N4等陶瓷晶须。2) 按纤维组成分类 无机非金属纤维：碳纤维、玻璃纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维； 有机纤维：芳纶纤维（Kevlar纤维）、超高分子聚乙烯纤维等； 金属丝：钨丝、铍丝、钢丝等。 玻璃是一种以脆闻名的物质。有趣的是，玻璃一旦经加热，被拉制成比头发还要细得多的玻璃纤维之后，它就变得像合成纤维那样柔软，而坚韧的程度甚至超过了同样粗细的不锈钢丝！玻璃

4、纤维有啥用处呢？ 玻璃绳玻璃绳 玻璃布玻璃布 绝缘材料绝缘材料 玻璃纤维复合材料玻璃纤维复合材料 玻璃棉玻璃棉 纤维内窥镜纤维内窥镜 光导纤维光导纤维 用于内窥镜的照明、冷光传导单丝直径35微米,通光口径1-30 mm,保护层为不锈钢金属软管+硅胶管 透光率高，柔软性好 纤维光缆的结构和单个的纤维。注意光缆的横切面至少30被低折射指数的金属包层和非传导性填充材料所占据。3.1.1玻璃纤维发展历史 20世纪世纪30年代，美国欧文斯年代，美国欧文斯科宁玻璃公司生产的科宁玻璃公司生产的玻璃纤维问世。玻璃纤维问世。 1946年，在我国上海采用陶土质坩埚也生产出了成年，在我国上海采用陶土质坩埚也生产出了

5、成束的玻璃纤维。束的玻璃纤维。3.1 玻璃纤维及其制品 全世界的玻纤发展历程 1. 20世纪世纪30年代末，最早的年代末，最早的E玻璃纤维问世，并且出现了环氧树脂和玻璃纤维问世，并且出现了环氧树脂和不饱和聚酯，为玻璃纤维电气层材料和玻璃纤维增强材料的发展奠不饱和聚酯，为玻璃纤维电气层材料和玻璃纤维增强材料的发展奠定了基础。定了基础。 2. 19581959年，玻璃纤维池窑拉丝工艺获得成功，实现了玻璃纤年，玻璃纤维池窑拉丝工艺获得成功，实现了玻璃纤维技术的重要跨越，开始了玻纤的规模化、现代化生产。当时全世维技术的重要跨越，开始了玻纤的规模化、现代化生产。当时全世界界95%以上的纤维都采用池窑拉丝

6、进行生产。以上的纤维都采用池窑拉丝进行生产。 3. 20世纪世纪70年代，世界性能源危机促进了玻纤的发展，世界产量近年代，世界性能源危机促进了玻纤的发展，世界产量近1000万吨。万吨。 4. 20世纪末，玻璃纤维增强热固性材料、玻璃纤维增强热塑性材料、世纪末，玻璃纤维增强热固性材料、玻璃纤维增强热塑性材料、玻璃纤维增强沥青防水材料和用于电绝缘级建筑等企业的玻璃纤维玻璃纤维增强沥青防水材料和用于电绝缘级建筑等企业的玻璃纤维制品已成为相对稳定的四大玻璃纤维支柱市场。制品已成为相对稳定的四大玻璃纤维支柱市场。 5. 目前，玻璃纤维已有几千个品种，几万余不同产品在各个领域卓有目前，玻璃纤维已有几千个品

7、种，几万余不同产品在各个领域卓有成效的发挥着作用。成效的发挥着作用。玻璃纤维是复合材料中使用量最大的一种增强材料。玻璃纤维是复合材料中使用量最大的一种增强材料。国外玻璃纤维特点：国外玻璃纤维特点：1. 技术上先进，普遍采用池窑拉丝技术，发展多排技术上先进，普遍采用池窑拉丝技术，发展多排多孔拉丝工艺多孔拉丝工艺 2. 直径越来越粗，纤维直径为直径越来越粗，纤维直径为1424m，甚至达到，甚至达到27m 3. 大量生产无碱玻纤，无纺织玻璃纤维织物大量生产无碱玻纤，无纺织玻璃纤维织物4. 无捻粗纱的短切纤维毡片所占比例增加，偶无捻粗纱的短切纤维毡片所占比例增加，偶联剂的品种不断增加联剂的品种不断增加

8、5. 重视纤维树脂界面的研究，玻璃纤维的前重视纤维树脂界面的研究，玻璃纤维的前处理受到普遍重视处理受到普遍重视国内玻璃纤维特点：国内玻璃纤维特点： 较国外起步较晚，中碱玻璃纤维仍然占大多较国外起步较晚，中碱玻璃纤维仍然占大多数，正向粗纤维方向发展，池窑拉丝工艺正在推数，正向粗纤维方向发展，池窑拉丝工艺正在推广，新型偶联剂不断出现，改善了纤维树脂界广，新型偶联剂不断出现，改善了纤维树脂界面，重视纤维面，重视纤维- -树脂界面的研究。树脂界面的研究。3.1.2 3.1.2 玻璃纤维的分类玻璃纤维的分类 玻璃纤维的分类方法很多，一般玻璃纤维的分类方法很多，一般可从可从玻璃原料成分玻璃原料成分、单丝直

9、径单丝直径、纤维纤维外观外观及及纤维特性纤维特性等方面进行分类。等方面进行分类。 (1) 以玻璃原料成分分类以玻璃原料成分分类 这种分类方法主要用于连续玻璃纤维的分类。这种分类方法主要用于连续玻璃纤维的分类。 一般以不同的含碱量来区分：一般以不同的含碱量来区分： 无碱玻璃纤维无碱玻璃纤维(通称通称E玻璃玻璃)： 国内目前规定碱金属氧化物含量不大于国内目前规定碱金属氧化物含量不大于0.5，国，国外一般为外一般为1左右；左右； 中碱玻璃纤维：中碱玻璃纤维：碱金属氧化物含量为碱金属氧化物含量为11.512.5； 特种玻璃纤维：特种玻璃纤维：如由纯镁铝硅三元组成的高强玻如由纯镁铝硅三元组成的高强玻璃纤

10、维；镁铝硅系高强、高弹玻璃纤维；硅铝钙璃纤维；镁铝硅系高强、高弹玻璃纤维；硅铝钙镁系耐化学介质腐蚀玻璃纤维；含铅纤维；高硅镁系耐化学介质腐蚀玻璃纤维；含铅纤维；高硅氧纤维；石英纤维等。氧纤维；石英纤维等。 19 E-E-玻璃玻璃 亦称无碱玻璃，系一种硼硅酸盐玻璃。亦称无碱玻璃，系一种硼硅酸盐玻璃。 优点：有良好的电气绝缘性及机械性能，优点：有良好的电气绝缘性及机械性能， 用途：广泛用于生产电绝缘用玻璃纤维、也大用途：广泛用于生产电绝缘用玻璃纤维、也大量用于生产玻璃钢用的玻璃纤维。量用于生产玻璃钢用的玻璃纤维。 缺点：易被无机酸侵蚀，故不适于用在酸性环缺点：易被无机酸侵蚀，故不适于用在酸性环境境

11、。 20 C-C-玻璃玻璃 亦称中碱玻璃，亦称中碱玻璃， 优点：耐化学性特别是耐酸性优于无碱玻璃优点：耐化学性特别是耐酸性优于无碱玻璃, 缺点：电气性能差，机械强度低于无碱玻璃纤维缺点：电气性能差，机械强度低于无碱玻璃纤维1020。 国外的中碱玻璃纤维含一定数量的国外的中碱玻璃纤维含一定数量的B2O3 。 我国的中碱玻璃纤维则完全不含硼。我国的中碱玻璃纤维则完全不含硼。 国外用途：中碱玻璃只是用于生产耐腐蚀的玻璃纤维产品，国外用途：中碱玻璃只是用于生产耐腐蚀的玻璃纤维产品，如用于生产玻璃纤维表面毡等，也用于增强沥青屋面材料，如用于生产玻璃纤维表面毡等，也用于增强沥青屋面材料， 我国用途：中碱玻

12、璃纤维占据玻璃纤维产量的一大半我国用途：中碱玻璃纤维占据玻璃纤维产量的一大半(60)，广泛用于玻璃钢的增强以及过滤织物，包扎织物等的生产，广泛用于玻璃钢的增强以及过滤织物，包扎织物等的生产，因其价格低于无碱玻璃纤维而有较强的竞争力因其价格低于无碱玻璃纤维而有较强的竞争力 。21 高强玻璃纤维高强玻璃纤维 美国欧文斯美国欧文斯科宁公司生产的牌号为科宁公司生产的牌号为S和和S-2玻璃纤玻璃纤维维、法国圣戈班公司生产的、法国圣戈班公司生产的R-玻璃纤维玻璃纤维、日本日东纺生、日本日东纺生产的产的T玻璃纤维玻璃纤维及我国生产的及我国生产的HS玻璃纤维玻璃纤维均属于高强玻均属于高强玻璃纤维。璃纤维。 特

13、点特点:高强度、高模量。高强度、高模量。 用它们生产的玻璃钢制品多用于军工、空间、防弹用它们生产的玻璃钢制品多用于军工、空间、防弹盔甲及运动器械。盔甲及运动器械。 由于价格昂贵，目前在民用方面还不能得到推广，由于价格昂贵，目前在民用方面还不能得到推广，全世界产量也就几千吨左右。全世界产量也就几千吨左右。22 ARAR玻璃纤维玻璃纤维 亦称耐碱玻璃纤维，主要是为了增强水泥亦称耐碱玻璃纤维，主要是为了增强水泥而研制的。普通的波特兰水泥呈碱性，一般玻而研制的。普通的波特兰水泥呈碱性，一般玻璃纤维在这种水泥中很快就被腐蚀而丧失强度。璃纤维在这种水泥中很快就被腐蚀而丧失强度。而耐碱纤维因含有而耐碱纤维因

14、含有16的的ZrO2，故耐碱性大为，故耐碱性大为增加。目前这种耐碱纤维已在增强水泥制品中增加。目前这种耐碱纤维已在增强水泥制品中应用。应用。 我国已有生产，法国圣戈班公司也在北京我国已有生产，法国圣戈班公司也在北京建立一座专门生产耐碱玻璃纤维的工厂。建立一座专门生产耐碱玻璃纤维的工厂。 23 A A玻璃玻璃 亦称高碱玻璃，是一种典型的钠硅酸盐玻璃，它的亦称高碱玻璃，是一种典型的钠硅酸盐玻璃，它的Na2O含量高达含量高达14，因而耐水性很差，很少用于玻璃纤，因而耐水性很差，很少用于玻璃纤维生产。维生产。 在国外主要用在生产玻璃棉、屋面沥青增强材科中，在国外主要用在生产玻璃棉、屋面沥青增强材科中，

15、也可将也可将A玻璃用于大辊筒拉丝工艺中，生产各种玻璃钢用玻璃用于大辊筒拉丝工艺中，生产各种玻璃钢用的表面毡或连续原丝毡，主要是利用其耐酸性较好，可的表面毡或连续原丝毡，主要是利用其耐酸性较好，可以置于玻璃钢表面层，提高制品耐化学性。以置于玻璃钢表面层，提高制品耐化学性。 在我国在我国A玻璃也即平板玻璃，多为乡镇企业用在陶土玻璃也即平板玻璃，多为乡镇企业用在陶土坩埚艺中生产玻璃钢增强材料。这种陶土坩埚拉制的高坩埚艺中生产玻璃钢增强材料。这种陶土坩埚拉制的高碱玻璃纤维由于性能很差，国家不允许将其应用在玻璃碱玻璃纤维由于性能很差，国家不允许将其应用在玻璃钢生产中。钢生产中。 24 E-CRE-CR玻

16、璃玻璃 是一种改进的无硼无碱玻璃，用于生产耐酸耐水性是一种改进的无硼无碱玻璃，用于生产耐酸耐水性好的玻璃纤维，其耐水性比无碱玻纤改善好的玻璃纤维，其耐水性比无碱玻纤改善78倍，耐酸性倍，耐酸性比中碱玻纤也优越不少。这是美国欧文斯比中碱玻纤也优越不少。这是美国欧文斯科宁公司的专科宁公司的专利，是专为地下管道、贮罐等开发的新品种。利，是专为地下管道、贮罐等开发的新品种。 D D玻璃玻璃 亦称低介电玻璃，用于生产介电强度好的低介电玻璃亦称低介电玻璃，用于生产介电强度好的低介电玻璃纤维。纤维。25 上述玻璃纤维目前实际的产量及价格差异甚大，上述玻璃纤维目前实际的产量及价格差异甚大， 下表简要地说明了这

17、一情况，并可知无碱玻璃纤维是世下表简要地说明了这一情况，并可知无碱玻璃纤维是世界玻璃纤维的主流。界玻璃纤维的主流。注：不包括中国生产注：不包括中国生产 E： 电绝缘电绝缘(无碱无碱)玻璃玻璃; C： 耐化学侵蚀耐化学侵蚀(中碱中碱)玻玻璃璃 ; A： 高碱含量玻璃高碱含量玻璃 ; D： 介电性能优良的介电性能优良的(低低介电介电)玻璃玻璃; S： 高机械强度高机械强度(高强高强)玻璃玻璃 ; AR： 耐碱耐碱玻璃玻璃 ECR： 耐化学腐蚀无硼无碱玻璃耐化学腐蚀无硼无碱玻璃(2) 以单丝直径分类以单丝直径分类 玻璃纤维单丝呈圆柱形，以其直径的不同可以分玻璃纤维单丝呈圆柱形，以其直径的不同可以分成

18、几种：成几种： 粗纤维：粗纤维： 30m；初级纤维：；初级纤维：20m中级纤维：中级纤维：10m20m；高级纤维：高级纤维：3m10m(亦称纺织纤维亦称纺织纤维)；超细纤维：单丝直径小于超细纤维：单丝直径小于4m。 单丝直径的不同，不仅纤维的性能有差异，单丝直径的不同，不仅纤维的性能有差异，而且影响到纤维的生产工艺、产量和成本。一般而且影响到纤维的生产工艺、产量和成本。一般5m10m纤维作为纺织制品用；纤维作为纺织制品用；10m14m的纤维一般做无捻粗纱、无纺布、短切纤维毡等的纤维一般做无捻粗纱、无纺布、短切纤维毡等较为适宜。较为适宜。(3) 以纤维外观分类以纤维外观分类 有连续纤维，其中有无

19、捻粗纱及有捻粗纱有连续纤维，其中有无捻粗纱及有捻粗纱( (用于纺织用于纺织) )；短切纤维；空心玻璃纤维；玻璃；短切纤维；空心玻璃纤维；玻璃粉及磨细纤维等。粉及磨细纤维等。(4) 以纤维特性分类以纤维特性分类 以纤维本身具有的性能可分为：高强玻璃以纤维本身具有的性能可分为：高强玻璃纤维；高模量玻璃纤维；耐高温玻璃纤维；耐纤维；高模量玻璃纤维；耐高温玻璃纤维；耐碱玻璃纤维；耐酸玻璃纤维；普通玻璃纤维碱玻璃纤维；耐酸玻璃纤维；普通玻璃纤维( (指无碱及中碱玻璃纤维指无碱及中碱玻璃纤维) )。 无捻粗纱无捻粗纱短切纤维短切纤维玻璃粉玻璃粉3.1.3 3.1.3 玻璃纤维的结构与组成玻璃纤维的结构与组

20、成玻璃纤维的物态玻璃纤维是纤维状的玻璃。玻璃纤维是纤维状的玻璃。玻璃是无色透明具有光泽的脆性固体。玻璃是无色透明具有光泽的脆性固体。定义：定义：由熔融态过冷时因粘度增加而具有固体物理机由熔融态过冷时因粘度增加而具有固体物理机械性能的械性能的无定形无定形物体，各向同性的均质材料。物体，各向同性的均质材料。特点：特点：没有固定的熔点没有固定的熔点它是由熔融态过冷时因粘度增加而具有固体物理机械它是由熔融态过冷时因粘度增加而具有固体物理机械性能的性能的无定形无定形物体，属于物体，属于各向同性各向同性的均质材料。的均质材料。 玻璃纤维的结构玻璃纤维的结构微晶结构假说：微晶结构假说： 玻璃是由硅酸块或二氧

21、化硅的玻璃是由硅酸块或二氧化硅的“微晶子微晶子”组成，在组成，在“微晶子微晶子”之间由硅酸块过冷之间由硅酸块过冷溶液所填充。溶液所填充。 网络结构假说网络结构假说 玻璃是由二氧化硅的四面体、铝氧三面体或玻璃是由二氧化硅的四面体、铝氧三面体或硼氧三面体相互连成不规则三维网络，网络硼氧三面体相互连成不规则三维网络，网络间的空隙由间的空隙由Na、K、Ca、Mg等阳离子所填等阳离子所填充。二氧化硅四面体的三维网状结构是决定充。二氧化硅四面体的三维网状结构是决定玻璃性能的基础，填充的玻璃性能的基础，填充的Na、Ca等阳离子称等阳离子称为网络改性物。为网络改性物。 31网络结构假说网络结构假说 玻璃是由玻

22、璃是由二氧化硅二氧化硅的四面体、铝氧三面体的四面体、铝氧三面体或硼氧三面体或硼氧三面体相互连成相互连成不规则三维网络，网络不规则三维网络，网络间的空隙由间的空隙由NaNa、K K、CaCa、MgMg等阳离子所填充。二等阳离子所填充。二氧化硅四面体的三维网氧化硅四面体的三维网状结构是决定玻璃性能状结构是决定玻璃性能的基础的基础( (图图) )，填充的，填充的NaNa、CaCa等阳离子称为网络改等阳离子称为网络改性物。性物。 玻璃纤维结构示意图玻璃纤维结构示意图玻璃纤维结构示意图玻璃纤维结构示意图 玻璃纤维的化学组成玻璃纤维的化学组成 玻璃纤维的化学组成主要是二氧化硅玻璃纤维的化学组成主要是二氧化

23、硅(SiO2)、三氧化二硼三氧化二硼(B2O3)、氧化钙、氧化钙(CaO)、三氧化二铝、三氧化二铝(Al2O3)等等 以以二氧化硅二氧化硅为主的称为硅酸盐玻璃；为主的称为硅酸盐玻璃；以以三氧化二硼三氧化二硼为主的称为硼酸盐玻璃。为主的称为硼酸盐玻璃。氧化钠、氧化钾氧化钠、氧化钾等碱性氧化物为助熔氧化物，它可等碱性氧化物为助熔氧化物，它可以降低玻璃的熔化温度和粘度，使玻璃溶液中的气泡容以降低玻璃的熔化温度和粘度，使玻璃溶液中的气泡容易排除，它主要通过破坏玻璃骨架，使结构疏松，从而易排除，它主要通过破坏玻璃骨架，使结构疏松，从而达到助溶的目的。达到助溶的目的。氧化钠和氧化钾的含量越高，玻璃纤维的强

24、度、电氧化钠和氧化钾的含量越高，玻璃纤维的强度、电绝缘性和化学稳定性会相应的降低绝缘性和化学稳定性会相应的降低 加入加入氧化钙、三氧化二铝氧化钙、三氧化二铝能在一定条件下构成能在一定条件下构成玻璃网络的一部分，改善玻璃的某些性质和工艺性。玻璃网络的一部分，改善玻璃的某些性质和工艺性。 玻璃纤维化学成分的制定一方面要满足玻璃纤玻璃纤维化学成分的制定一方面要满足玻璃纤维物理和化学性能的要求，具有良好的化学稳定性；维物理和化学性能的要求，具有良好的化学稳定性；另一方面要满足制造工艺的要求，如合适的成型温另一方面要满足制造工艺的要求，如合适的成型温度、硬化速度及粘度范围。度、硬化速度及粘度范围。 35

25、 各种氧化物对处于玻璃态的玻璃行为及最终制品的玻璃的性能的影响各种氧化物对处于玻璃态的玻璃行为及最终制品的玻璃的性能的影响分析如下。分析如下。 SiO2是几乎所有玻璃中的一个主要成分，它熔点高，具有很高的粘是几乎所有玻璃中的一个主要成分，它熔点高，具有很高的粘度，在熔融状态下气泡脱除速度很慢。对于最终玻璃，它的存在导致玻璃度，在熔融状态下气泡脱除速度很慢。对于最终玻璃，它的存在导致玻璃具有低的热膨胀系数。具有低的热膨胀系数。 Na2O、Li2O、K2O等碱金属氧化物使玻璃具有低的粘度，改进玻璃等碱金属氧化物使玻璃具有低的粘度，改进玻璃流动性。它们使成品玻璃具有高的膨胀系数及易受潮气流动性。它们

26、使成品玻璃具有高的膨胀系数及易受潮气(水分水分)的侵蚀。的侵蚀。 CaO、MgO使玻璃液具有中等粘度，易于析晶，在玻璃中它们能改使玻璃液具有中等粘度，易于析晶，在玻璃中它们能改进制品的耐化学性、耐水性及耐酸、碱性，以及耐温性。进制品的耐化学性、耐水性及耐酸、碱性，以及耐温性。 B2O3使玻璃熔体具有中等粘度，在玻璃熔制时起助熔剂作，使玻璃使玻璃熔体具有中等粘度，在玻璃熔制时起助熔剂作，使玻璃具有低的热膨胀性及稳定玻璃的电气性能。具有低的热膨胀性及稳定玻璃的电气性能。 1 1、各种玻璃纤维的成分及性能、各种玻璃纤维的成分及性能玻璃纤维的组成及分类玻璃纤维的组成及分类36 ZnO使玻璃液粘度稍稍上

27、升使玻璃液粘度稍稍上升,它在玻璃中有助于耐化学性的增加。它在玻璃中有助于耐化学性的增加。 PbO大大降低了玻璃液粘度起着助熔剂的作用大大降低了玻璃液粘度起着助熔剂的作用,在成品玻璃中增在成品玻璃中增加破璃密度以及光亮程度加破璃密度以及光亮程度,导致高的热膨胀。用在生产高品质玻璃，也导致高的热膨胀。用在生产高品质玻璃，也可用在耐辐照玻璃纤维成分中。可用在耐辐照玻璃纤维成分中。 BeO导致中等玻璃粘度导致中等玻璃粘度,有助于增加玻玻璃产品的耐化学性及提有助于增加玻玻璃产品的耐化学性及提高密度。高密度。 TiO2导致玻璃液粘度稍高，改善玻璃耐化学性，特别是耐碱性。导致玻璃液粘度稍高，改善玻璃耐化学性

28、，特别是耐碱性。 ZrO2显著增加玻璃液粘度及析晶倾向，它大大提高了玻璃的耐显著增加玻璃液粘度及析晶倾向，它大大提高了玻璃的耐碱性。碱性。 A12O3增加熔体粘度，使最终玻璃有高的机械性质及改进耐化增加熔体粘度，使最终玻璃有高的机械性质及改进耐化学性。学性。 Fe2O3作为着色剂使用，一般在玻璃中是作为杂质处理，在玻作为着色剂使用，一般在玻璃中是作为杂质处理，在玻璃液中吸收红外光，阻碍玻璃液中的传热。它的存在使玻璃着上绿璃液中吸收红外光，阻碍玻璃液中的传热。它的存在使玻璃着上绿色。色。 玻璃玻璃纤维纤维种类种类国内外常用玻璃纤维的成分国内外常用玻璃纤维的成分SiO2Al2O3CaOMgOZrO

29、2B2O3Na2OK2O无碱无碱1#54.10.715.00.516.50.54.5 0.59.0 0.50.5无碱无碱2#54.50.713.80.516.20.54.0 0.59.0 0.52.0无碱无碱5#67.50.76.6 0.59.5 0.54.2 0.511.5 0.514%，强度低、耐湿热性差； 特种GF：高强GF（S玻纤）由纯镁铝硅三元组成，抗拉强度2800MPa；高模量GF（M玻纤）在低铝的钙镁硅酸盐系统中加入铬、钽、铌等氧化物，其E=120GPa。 表3-1 典型GF的力学性能纤维种类密度拉伸强度MPa弹性模量GPaE-玻纤2.54350072S-玻纤2.44470087

30、M-玻纤2.893700118棉纤维1.53004001012铝合金2.74046072 3.2.1 物理性能 密度：2.42.9； 耐磨性和耐折性：都很差； 热性能：导热率小0.035W/（mK），隔热性好优良的绝热材料；耐热性好，软化点为550580；热膨胀系数4.810-6/K 电性能：优良的电绝缘材料； 光学性能：优良的透光材料； 3.2.2 化学性能 C-玻纤：对酸的稳定性好，但对水的稳定性差； E-玻纤：耐酸性较差，但耐水性较好； C-玻纤和E-玻纤耐碱性接近，耐碱性好； S-玻纤和M-玻纤的耐酸性和耐水性好，耐碱性也好于C-玻纤和E-玻纤。 3.2.3 玻纤商品 纤维纱：单丝、复丝； 纤维织物：无捻粗纱布、平纹布、斜纹布、缎纹布； 纤维毡：表面毡、短切毡。 3.2.3 硼纤维主要性能 拉伸强度：3450MPa； 弹性模量：400GPa； 热膨胀系数：1.510-6/K； 密度：2.42.6。制备：硼纤维是用化学气相法在一根受热的纤芯（钨丝或碳丝）上沉积而成。 3.2.4 碳化硅纤维主要性能 强度20003000MPa， 弹性模量180200GPa， 断裂延伸率1.5%， 密度2.55， 热膨胀系数（轴向）3.110-6/K； 在1000以下可长期使用； 在