石英玻璃纤维的耐热性
玻璃纤维的结构和化学组成

玻璃纤维的结构和化学组成玻璃是无色透明具有光泽的脆性固体是无定形的各向同性的均质材料。
玻璃纤维与块状玻璃截然不同,玻璃纤维的拉伸强度比玻璃高出许多倍,故关于玻璃纤维结构有两种不同观点∶一种认为玻璃纤维的结构与块状玻璃的结构大同小异,没有原则性的区别;另一种认为玻璃纤维的结构与块状玻璃有很大的差别。
但经大量研究证明,玻璃纤维的结构仍与块状玻璃相同。
对于玻璃的结构主要有两种假说,即网络结构假说和微晶结构假说。
玻璃纤维的化学组成及各种成分的作用玻璃纤维的化学组成主要是SiO²、B-O、CaO、AlO等,它们对玻璃纤维的性能和生产工艺起决定的作用。
以二氧化硅为主的称为硅酸盐玻璃,以三氧化二硼为主的称为硼酸盐玻璃。
通常二氧化硅是玻璃纤维的主要成分,在玻璃纤维中二氧化硅构成玻璃纤维牢固的骨架,使玻璃纤维具有化学稳定性、热稳定性、机械强度等。
二氧化硅的主要来源是砂岩和沙子。
玻璃纤维的组成对玻璃的性能也有重要影响。
氧化硼可以提高玻璃纤维的热稳定性、耐化学性和电绝缘性,降低玻璃的熔融温度,降低玻璃纤维的韧性。
氧化钙可以提高玻璃纤维的化学稳定性、机械强度和硬度,但会降低玻璃纤维的热稳定性。
它的主要来源是石灰石和大理石。
氧化铝的加入可以提高玻璃的耐水性和韧性,减少玻璃纤维的析晶,其主要来源是长石和高岭土。
助熔氧化物如氧化钠和氧化钾的引入可以降低玻璃的熔化温度和粘度,使玻璃溶液中的气泡易于去除,并增加玻璃纤维的膨胀系数。
主要来源是芒硝和小苏打。
氧化镁可以提高玻璃纤维的耐热性、化学稳定性和机械强度,降低玻璃纤维的结晶度和韧性。
其主要来源是白云石和菱镁矿。
如电缆中常用的E-玻璃纤维含53.5%SiO、含16.3%AlO,含17.2%CaO、含8.0%BO、含4.4%MgO,还含0%~3%Na20。
玻璃纤维的性能玻璃纤维是表面光滑的长度与截面比非常大的圆柱体,其直径为5~20μm,密度在2.4~2.7g/cm³范围,比有机纤维密度要高,但比金属要低得多。
石英纤维和玻璃纤维有什么不同

石英纤维和玻璃纤维有什么不同?石英纤维作为一种略“小众”的新型材料,尚未被很多人所了解。
甚至很多人分不清玻纤和石英纤维,误认为石英纤维和玻纤是同一种复合材料。
虽然石英纤维是特种玻璃纤维,但两者之间还是有些不同,接下来神玖给大街介绍一下石英纤维和玻璃纤维之间的一些不同之处。
玻璃纤维的二氧化硅含量在60%左右,使用温度达到600℃左右,就会燃烧融化。
玻纤使用范围广,有很强的适用性,被大众熟知。
石英纤维是指二氧化硅含量大于99.95%以上,单丝直径在1~13μm左右的特种的玻璃纤维,由高纯二氧化硅和天然石英晶经高温熔融后拉制而成,纯度很高,正常情况下可以在1050 ℃的温度下使用,耐高温性极好。
玻璃纤维作为强化塑料的补强材料应用时,最大的特征是抗拉强度大,抗拉强度在标准状态下是6.3~6.9g/d,湿润状态5.4~5.8g/d。
密度2.54。
耐热性好,温度达300℃时对强度没影响。
石英纤维作为耐高温,绝缘,保温,透波性能好,石英纤维的软化温度是1700℃,一般的石英玻璃纤维能在600-1050℃长期使用,当温度高于1600℃时,石英玻璃纤维开始升华,这是一种吸热反应来消耗热能,而且在高温环境下,石英纤维的收缩率很小,在高温1000℃烧烤1000h后,石英纤维的损失不会大于1.5%。
玻璃纤维有着优良的电绝缘性,是高级的电绝缘材料,也用于绝热材料和防火屏蔽材料。
一般只被浓碱、氢氟酸和浓磷酸腐蚀。
石英纤维在化学性能上,除了氢氟酸和热磷酸外,其他液态与气态的氢卤酸和普通酸类及弱碱对他们都不起作用,同时也不溶于水和有机溶剂,但不耐强碱,不适于在强碱性介质中应用。
在低温使用条件下,玻璃纤维由于价格的原因有着很大的优势,石英纤维没有竞争力。
然而在高温和透波,绝缘方面,石英纤维是目前无机纤维中性能很好的。
简单来说,低温环境玻纤和石英纤维都能用,在超高温行业玻纤就要被淘汰,石英纤维的优势更大。
玻璃纤维绝缘材料

玻璃纤维绝缘材料玻璃纤维绝缘材料是一种常用的绝缘材料,具有优异的绝缘性能和耐高温性能,广泛应用于电力、通信、建筑等领域。
本文将从玻璃纤维绝缘材料的原理、特点、应用以及未来发展等方面进行介绍。
一、玻璃纤维绝缘材料的原理玻璃纤维绝缘材料是以玻璃纤维为基材,经过特殊工艺制成的一种绝缘材料。
玻璃纤维是由玻璃熔体通过纺丝工艺制成的细长纤维,具有优异的绝缘性能和机械性能。
玻璃纤维绝缘材料的绝缘性能主要是由玻璃纤维的高绝缘强度和低介电常数决定的。
玻璃纤维绝缘材料的耐高温性能主要是由玻璃纤维的高熔点和低热膨胀系数决定的。
1.优异的绝缘性能:玻璃纤维绝缘材料具有很高的绝缘强度和低的介电常数,能够有效地阻止电流的流动,保证电气设备的安全运行。
2.良好的耐高温性能:玻璃纤维绝缘材料具有较高的熔点和低的热膨胀系数,能够在高温环境下保持稳定的绝缘性能。
3.优异的机械性能:玻璃纤维绝缘材料具有较高的强度和硬度,能够承受较大的拉伸力和压缩力,具有良好的耐磨性和耐冲击性。
4.优良的化学稳定性:玻璃纤维绝缘材料具有较好的耐酸碱性和耐腐蚀性,能够在恶劣的化学环境下长期稳定使用。
三、玻璃纤维绝缘材料的应用1.电力领域:玻璃纤维绝缘材料广泛应用于电力输配电线路、变压器、电机等电气设备中,用于保护电气设备的安全运行。
2.通信领域:玻璃纤维绝缘材料用于光纤通信中的光纤缆包覆材料,能够保护光纤的传输性能和稳定性。
3.建筑领域:玻璃纤维绝缘材料用于建筑外墙保温和屋顶防水等领域,能够提供良好的保温和防水效果。
4.航空航天领域:玻璃纤维绝缘材料用于飞机、火箭等航空航天器的绝缘保护,能够确保航空航天器的安全运行。
四、玻璃纤维绝缘材料的未来发展随着科技的不断进步和人们对绝缘材料性能要求的提高,玻璃纤维绝缘材料也在不断发展。
未来,玻璃纤维绝缘材料有望在以下几个方面得到进一步提升:1.提高绝缘性能:通过改进玻璃纤维的制备工艺和材料配方,进一步提高玻璃纤维绝缘材料的绝缘强度和介电常数,以适应更高电压等级的电气设备。
玻璃纤维成份和性能

玻璃纤维行业基本概念:玻璃纤维成份和性能生产玻璃纤维的基本原料是:石英砂、腊石、石灰石、白云石,为了熔化以上物质,还要加入硼酸和萤石作助熔剂。
玻璃纤维按所含Na2O成分的多少分三类:无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高碱玻璃纤维。
无碱玻璃纤维中含有SiO2 55~57%,Al2O3 10~17%,CaO 12~25%,MgO 0~8%,B2O3 8.5%,Na2O 0.5%。
中碱玻璃纤维Na2O含量为12%,高碱玻璃纤维Na2O含量为15%,其它成分一样,含量稍微变动。
从性能上看,无碱、中碱、高碱玻璃纤维其强度依次降低、耐久性依次变差、绝缘性依次减弱,只是耐酸性依次增强。
无碱玻璃纤维多用于增强和绝缘材料,高碱玻璃纤维多用于稀酸环境,如蓄电池隔板、电镀槽、酸贮罐、酸过滤材料等,中碱玻璃纤维因价格优势在中国得到普遍使用。
玻璃纤维与金属相比具有高强度、耐腐蚀、透光性和绝缘性好等特点。
玻璃纤维生产工艺生产玻璃纤维常用的方法有两种:池窑法直接拉丝、球法坩锅拉丝。
池窑法直接拉丝是将矿物原料磨细配制送入单元窑,用重油燃烧加热熔化物料后直接拉丝,具有产量大、质量稳、能耗低的特点,球法坩锅拉丝是从市场上购进玻璃球然后再通过电加热熔化拉丝,所用坩锅有陶土坩锅、全铂坩锅、代铂坩锅之分,前者只能用平板碎玻璃生产高碱玻璃纤维,全铂坩锅能耐高温且能制出干净纯净玻璃纤维,但单炉需铂铑合金3~4公斤,造价昂贵,现在主要用代铂坩锅,即熔化部分为耐高温陶土材料,拉丝漏板用铂銠合金材料,单炉用贵金属0.6 公斤既可,节省造价,但质量不如全铂坩锅,适合我国。
球法坩锅拉丝所用漏板为50~800孔,单丝直径在9微米以下,一般需经过加捻纺织后制成各种玻璃纤维制品,此法能耗大、质量不稳定,但非常灵活,可补充池窑拉丝的一切空白。
池窑拉丝用漏板为800~4000孔,单丝直径在11微米以上。
单丝用浸润剂涂油保护后集束成原丝,如果用于增强塑料则必需涂覆偶联剂。
石英玻璃是以含二氧化硅物质

石英玻璃是以含二氧化硅物质,如水晶、硅石。
四氧化硅为原料高温熔制而成。
其二氧化硅含量比普通玻璃高得多,一般石英玻璃二氧化硅含量在99.999%。
石英玻璃具有优异的光学性能,不仅可见光透光度特别好,而且透紫外线,红外线。
石英玻璃是良好的耐酸材料,除氢氟酸和300度以上的热磷酸外,在高温下,它能耐硫酸,硝酸,盐酸,王水,中性盐类,碳和硫等侵蚀,其化学稳定性相当于耐酸陶瓷的30倍,相当于镍铬合金和陶瓷的150倍,它耐高温,耐热震,热膨胀系数特别小。
石英玻璃电学性能极佳,在常温下,它的电阻相当于普通玻璃的10倍,对全部频率的介电损失很微小,绝缘耐压强度大。
石英玻璃还具有耐宇宙放射线,和不透原子核裂变产物的性质。
石英玻璃主要用于电光源,半导体,光学新技术等方面。
新型光源方面:做高压水银灯、长弧氙灯、碘钨灯、碘化铊灯、红外线灯和杀菌灯等。
半导体方面:是半导体材料和器件生产过程中不可缺少的材料,如生长锗,硅单晶的坩埚、舟皿炉芯管和钟罩等。
在新技术领域中:用其声、光、电学的极佳性能、做雷达上的超声延迟线,红外跟踪测向,红外照像、通迅、摄谱仪、分光光度计的棱镜,透镜、大型天文望远镜的反射窗,高温作业窗、反应堆、放射性装置;火箭,导弹的鼻锥体,喷嘴和天线罩:人造卫星的无线电绝缘零件,辐射;热天秤,真空吸附装置,精密铸造等。
石英玻璃还用于:化工、冶金、电工、科研等方面在化工方面:可做高温耐酸性气体的燃烧、冷却的和通风装置,酸性溶液的蒸发,冷却吸物收,贮存装置,蒸馏水,盐酸、硝酸、硫酸等的制备和其它物理化学实验用品。
在高温业作方面:可做光学玻璃的,坩埚成萤光体客气,电炉炉芯管,气体燃烧辐射体,在光学方面:石英玻璃和石英玻璃棉可作火箭的喷咀,宇宙飞船防热罩和观察窗等,总之,随着现代科学技术的发展,石英玻璃在各个领域方面得到更加广泛的应用。
石英玻璃是用二氧化硅制造的特种工业玻璃,是一种非常优良材料。
石英玻璃具有一系列优良的物理、化学性能:1、耐高温。
玻璃纤维 化学方程式-概述说明以及解释

玻璃纤维化学方程式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述玻璃纤维是一种重要的纤维增强材料,具有优异的力学性能和热稳定性,被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
玻璃纤维是通过将玻璃熔融并拉丝形成的一种纤维状材料,其主要成分是硅酸盐类化合物。
玻璃纤维具有良好的耐候性、绝缘性和抗腐蚀性,可以在恶劣环境下长期使用。
玻璃纤维的制备方法主要包括熔融法和化学气相沉积法。
熔融法是将玻璃原料加热至熔化状态,然后通过旋转或拉伸的方式形成纤维。
化学气相沉积法则是将气体中的玻璃原子沉积在基材上,形成纤维。
这两种方法各有优势,可以根据不同需求选择适合的制备方法。
玻璃纤维的化学组成主要是二氧化硅(SiO2)和其他氧化物,如氧化铝(Al2O3)、氧化钠(Na2O)等。
其中,二氧化硅是主要成分,它赋予了玻璃纤维良好的力学性能和化学稳定性。
不同的组成比例和添加剂会影响玻璃纤维的性能和用途。
玻璃纤维具有一系列优异的物理性质,包括高强度、高模量、低密度和良好的耐磨性。
它还具有很好的导热性和导电性,可以根据需要进行功能性改性。
此外,玻璃纤维还具有较好的抗火性能和吸音性能,能够提供安全、舒适的使用环境。
综上所述,玻璃纤维是一种重要的纤维增强材料,具有优异的化学组成和物理性质。
它在各个领域有广泛的应用前景,可以满足不同行业对材料性能和功能的需求。
未来,随着科学技术的不断发展,玻璃纤维的应用领域将进一步拓展,为人们的生活和工作带来更多便利和创新。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以根据以下内容展开:文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织和框架,帮助读者更好地理解文章内容的组织和逻辑。
本文以玻璃纤维为主题,按照以下顺序进行组织:1. 引言:在引言部分,将首先对玻璃纤维进行概述,介绍其基本定义和特点,包括其制备方法、化学组成和物理性质等。
通过引言部分可以为读者提供一个对玻璃纤维有初步了解的背景知识。
2. 正文:正文部分将重点介绍玻璃纤维的制备方法、化学组成和物理性质等方面的内容。
石英玻璃纤维的应用

(一)耐烧蚀材料的增强材料石英玻璃高温粘度大,软化点高达1700℃。
石英玻璃纤维在高温长期使用热收缩率很低,同时在1649℃以上开始升华、吸热,因此可用作高温烧蚀材料的增强材料。
例如,航天飞行器再入大气层防热罩、火箭头锥体、雷达天线罩、喷管和排气管,可用石英玻璃纤维织物、无捻粗纱、短切纤维和石英玻璃纤维三维织物、仿形织物与酚醛树脂等聚合物,采用带缠绕、纤维缠绕、压模法和真空热压法成型工艺进行制造。
石英玻璃纤维、无捻粗纱及其织物,同时还是航天航空结构材料的增强材料,用于制造尾翼和支柱。
表11-18 列出了石英玻璃纤维多层织物的性能指标。
(二)透波材料的增强材料航天透波材料必须同时具备防热和介电的功能,才能在复杂多变的环境条件下,保证通讯、制导和遥测系统的正常工作。
石英玻璃纤维织物在高频和700℃以下的温度区域内,保持着最低而又稳定的介电常数和介质损耗值,是一种优良的多功能的透波材料。
石英玻璃纤维织物增强二氧化硅基复合材料因含有一定的孔隙率,具有较低的介电常数和高的透过率。
同时该复合材料的表面熔融温度与石英玻璃的软化点1700℃相近,它具有低的烧蚀率和优良的抗热震性,能抵抗航天飞行器在飞行过程中,因温度陡然变化对材料介电性能产生突变性的影响。
是再入式和超高速飞行器的理想的透波材料,也是宽频透波耐热材料的一个主要研究方向。
主要用于航天飞行器的电磁窗、导弹雷达天线罩等。
(三)高级保温隔热材料1.石英玻璃棉石英玻璃棉是白色蓬松状无空形的高纯石英玻璃纤维。
石英玻璃棉按直径分为9μm 粗石英玻璃棉、4μm 细石英玻璃棉和2μm 超细石英玻璃棉。
9μm 和4μm石英棉的直径分布见图11-15。
石英玻璃棉可长期在105℃下使用。
具有优异的抗热冲击能力、导热系数低,同时具有卷曲的外形,减少了施工中因填塞造成的过渡压缩。
石英玻璃棉主要用作运载火箭热防护系统,火箭喷管、宇宙再入飞船的烧蚀材料,高温酸性液体与气体介质的过滤材料和反应堆的保温材料。
石 英 玻 璃 纤 维

石英玻璃纤维摘要:石英纤维作为陶瓷类纤维的一种,其应用领域比较广泛,本文主要从其性能、制作工艺和应用前景去阐述石英纤维。
其良好的性能使其在纤维行业中得到了广泛的发展。
目前其制作工艺相对成熟,市场应用价值高。
现阶段我国应大力开发石英玻璃纤维生产技术和产品种类,推动我国航空、航天、军工、半导体事业的发展。
关键字:性能,制备方法应用发展前景性能和制备方法石英纤维是由高纯度二氧化硅和天然石英晶体制成的纤维,因为其原料的关系,使得其具有良好的物理化学性能。
石英纤维的纯度能够达到99.95%,密度2.2g/cm3。
拉升强度为7GPa,具有耐热、耐腐蚀和柔软性。
在一定的高温下,它的强度保持率高、尺寸稳定、抗热震性、化学性能稳定、透光性以及电绝缘性好。
增强用长丝直径4~10μm,作为石英棉的纤维直径视用途而异,约0.7~10μm。
在生产工艺上,石英纤维制作成本比较高,价格比较贵,它是采取熔融法制备。
在实际生产中,可根据产品的具体要求选用相应高纯度的石英晶体或纯净的二氧化硅粉料,已降低成本,扩大应用范围。
石英纤维生产方法有三种,(1)将石英棒或管用氢氧焰熔融拉丝,再用氢氧焰吹管喷吹,制成直径0.7~1μm的石英棉;(2)石英经火焰熔融后用高速气流形成短纤维及其毡片;(3)将石英丝或棒以恒定速度通过氢氧焰或煤气火焰,软化后高速拉成长丝。
其成型工艺的特点是,石英玻璃熔体的高温粘度非常高,见图1l-3。
纤维成型温度高达2150℃,成型温度高引发玻璃熔体中二氧化硅的蒸发。
试验结果表明,当温度超过1800℃时,二氧化硅的蒸气压迅速升高,二氧化硅的蒸发加剧,随着温度的进一步升高,二氧化硅的蒸发愈加剧烈,见表11-1。
成型温度高不但造成二氧化硅的蒸发损失,而且由于二氧化硅在纤维表面上沉积,降低了石英玻璃纤维的质量。
因此,拉线温度不宜过高,一般控制在2000~2200℃范围内。
表11—3二氧化硅蒸汽压与温度的关系用熔融法生产的石英纤维是一种性能优异的陶瓷纤维,但由于价格昂贵,一般不用作绝热材料。
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石英玻璃纤维的耐热性
高耐热玻璃纤维主要有石英玻璃纤维、高硅痒纤维、玄武岩纤维等。
纤维制品有两种形式:一种是采用连续耐热玻璃纤维制成具有结构—耐温隔热—透波等结构功能一体化增强材料:另一种是采用非连续的定长纤维制成的耐热保温隔热材料
石英玻璃纤维
石英玻璃纤维的成分基本上是高纯石英玻璃的成分,氧化硅含量大于99.9%,其性能十分接近石英玻璃的性能,石英玻璃的主要热学性能:膨胀系数0.054×10-6K-1,20℃时的热导率1.38W/(m•K),退火温度(lg η=13)为1220℃,软化温度(lgη=7.6)为1700℃。
在高温下,石英玻璃纤维不会收缩,又优越的抗温度剧变的能力,具有很高耐热性和抗冲击性,能长期在1050℃以下使用,瞬间可耐1700℃高温。
当温度高于1600℃时,石英玻璃纤维会开始升华,这是一种吸热反应,利用这种性能来消耗热能,石英玻璃纤维可作用航天飞船和洲际导弹返回大气层的烧蚀材料。
石英玻璃纤维的膨胀系数是所有矿物质纤维中最低的,而且在各个方向是一致的,不同于有机纤维在轴向和半径方向存在很大的差距。
同时由于石英玻璃纤维有着卓越的电绝缘性,它的介电常数和介质损耗系数也是所有矿物纤维中最低的,用于天线和雷达的透波材料或耐高温的透波材料。