2号高强玻璃纤维的性能

玻璃及玻璃纤维模量测试方法Ⅰ:超声回波法

玻璃及玻璃纤维模量测试方法Ⅰ：超声回波法祖群; 黄三喜; 张焱; 黄松林; 朱纪青【期刊名称】《《玻璃纤维》》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】8页(P1-7,12)【关键词】玻璃及玻璃纤维; 超声; 模量【作者】祖群; 黄三喜; 张焱; 黄松林; 朱纪青【作者单位】南京玻璃纤维研究设计院特种纤维复合材料国家重点实验室南京210012【正文语种】中文【中图分类】TQ171.77+1.20 前言玻璃纤维复合材料因其比强度高、介电性能优异等特点而被广泛应用于风电、航天、汽车制造等行业。

玻璃纤维作为复合材料增强体，其模量性能是一个重要参数，它表征了玻璃纤维抵抗外力发生变形的能力，是复合材料及其制品结构设计、工艺优化必不可少的参考指标[1]。

目前，国内常用的玻璃纤维模量测试方法主要是力学拉伸破坏的静态实验法，包括浸胶纱拉伸实验和单丝强力拉伸实验两种。

其中，浸胶纱拉伸实验检测是按照ASTM 2343《用于增强塑料用的玻璃纤维、纱线以及粗纱拉伸性能的测试标准》，将环氧树脂与玻璃纤维进行复合后制成杆件，然后在强力机进行拉伸测试；而单丝强力实验主要是通过单孔拉丝获得新生态玻璃纤维，然后在微应力强力机上拉伸测得。

但是无论是浸胶纱拉伸或单丝强力拉伸实验，不仅检测过程繁杂，且浸胶纱制作过程中会产生不可避免且无法检测的各种缺陷，环境因素对新生态单丝机械性能的破坏等，导致测试结果误差很大；此外，从配合料熔制成玻璃到最后拉丝成形，过程冗长，导致玻璃纤维新配方研究时间及成本耗费大。

因此，寻找一种玻璃及玻璃纤维模量快速测试动态方法显得尤为重要。

玻璃及玻璃纤维模量动态测试方法上世纪80年代在国外就有所报道[2-4]，主要包括共振法和超声波法2种，并且还逐步发展了纳米压痕法、悬臂梁法等新测试手段。

其中，共振法测试应用近年来已经获得国家测量标准确立[5]，可对金属、玻璃、陶瓷和石墨等在内的材质均匀的固体材料进行检测，其测试原理是通过机械震动获得材料的共振频率，从而计算材料的模量。

S2

仁们参考。
表２ＴＥ５一ＭＣＤ８Ｄ树脂浇涛体性能
拉伸强度（ａＭＰ）
ＫＹＥＷＯＤｓａｂｒｅ０ｙｃｍｏｉｓｎｔｒｔｎｉｇａｃｌａｙｒｅａａｉｇｍｈｎｃｒｐｒＲＳ２ｓｅｐｘｏｐｓｅ，ｕｌｏｇａｎ，ｃｅｅｔｈｄｏｒｌｇｎ，ｅａｉｐｅｔｓ／ｔａａｓｒｇｉｒｅｄｈｔｍｃｌａｏｙ
维普资讯
第 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ期３２
纤维复合材料
ＦｍＥＲＳＩＳ１
Ｎｏ．３Ｓｐ．２２ｅ，００
２００２年９月
Ｓ／Ｄ８２ＴＥ５复合材料耐自然库存
与加速湿热老化的性能研究
ＡｔｄｆＮａｕａｔｒｎｎｃｌｒｔｄＨｙｒｔｅｍａＳｕｙｏｔｒｌＳｏｇａｄＡｃｅｅａｅｄｏｈｒｌｉ
ＡｇｎｆＳ／Ｔ５Ｃｏｏｉｓｉｇｏ２ＤＥ８ｍｐｓｔｅ
ＣｉｉｐｇｈＱａｉｎｎ
迟倩萍
（尔滨玻璃钢研究所，５０６哈１０３）摘要本文对高强２号玻璃纤维（２增强环氧（Ｄ８ｓ）ＴＥ５一ＭＣＤ体系）复合材料单向板经自然库存与加速湿热老基
化后力学性能的变化进行了研究。研究结果表明，温度和湿度的作用会使单向板的拉伸、曲、弯剪切性能有所降低；温度越高、湿度越大，力学性能变化越大；可用加速湿热试验值来表征自然库存条件下的试验值。关键词高强玻璃纤维增强环氧基复合材料，自然库存老化，加速湿热老化，力学性能

(复合材料)玻璃纤维

玻璃钢使用的玻璃纤维直径5μm~20μm，其密度较有机纤维大很多，但比一般金属密度要低。
纤维名称
羊毛蚕丝棉花人造丝
密度 1.28~ 1.30~ 1.50~ 1.50~ g/cm3 1.33 1.45 1.60 1.60
尼龙 1.14
玻璃纤维碳纤维
无碱有碱
1.4
2.6~ 2.4~ 2.7 2.6
• 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！
• 我国玻纤工业起步于 1958年，当年产能500 吨，产量106吨。
• 1978年形成工业体系，产量4.1万吨，居世界第 7位。
玻璃纤维无碱有碱
纤维直径(μm) 拉伸强度(MPa)
5.01
2000
4.70
1600
无碱玻璃纤维成型温度高、硬化速度快、结构键能大
氧化钠、氧化钾等碱性氧化物为助熔氧化物，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。
氧化钠和氧化钾的含量越高，玻璃纤维的强度会相应的降低
③ 存放时间对强度的影响玻璃纤维存放一段时间后其强度会降低—纤维的老化。原因：空气中的水分和氧气对纤维侵蚀
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，网络间的空隙由Na、K、Ca、Mg等阳离子所填充。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Na、Ca等阳离子称为网络改性物。
玻璃纤维结构示意图
1.2.3 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(SiO2)、三氧化二硼(B2O3)、氧化钙(CaO)、三氧化二铝(Al2O3) 等

四种烧蚀复合材料用纤维的对比

工程塑料应用ENGINEERING PLASTICS APPLICATION第45卷，第11期2017年11月V ol.45，No.11Nov. 2017127doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2017.11.025四种烧蚀复合材料用纤维的对比齐风杰1，李锦文1，张清辉1，张俊华1，李传校1，高守臻1，刘忠民2(1.山东非金属材料研究所，济南 250031； 2.山东师范大学，济南 250014)摘要：对比了T–700碳纤维(T–700 CF)，高硅氧玻璃纤维(HSGF)，S–2高强玻璃纤维(S–2高强GF)，连续玄武岩纤维(CBF) 4种纤维的密度和拉伸性能，并采用扫描电子显微镜、X 射线荧光光谱，差示扫描量热及热重等测试技术对这4种纤维的表面形貌、化学组成、比热容及热稳定性进行了表征和对比。

结果表明，T–700 CF ，HSGF ，S–2高强GF 和CBF 4种纤维的密度由小到大的顺序为T–700 CF ＜HSGF ＜S–2高强GF ＜CBF ，拉伸强度由小到大的顺序为HSGF ＜S–2高强GF ＜CBF ＜T–700 CF ，T–700 CF 的拉伸弹性模量最高，而S–2高强GF 的断裂伸长率最高。

T–700 CF 的直径最小，CBF 的表面最粗糙。

在相同温度下，200℃以前T–700 CF 和CBF 的比热容基本一致，200℃以后4种纤维的比热容由小到大的顺序为S–2高强GF ＜HSGF ＜CBF ＜T–700 CF 。

在相同温度下，4种纤维的失重率由小到大的顺序为CBF ＜S–2高强GF ＜HSGF ＜T–700 CF 。

关键词：T–700碳纤维；高硅氧玻璃纤维；S–2高强玻璃纤维；连续玄武岩纤维；烧蚀；复合材料中图分类号：TQ323.1 文献标识码：A 文章编号：1001-3539(2017)11-0127-04Comparison of Four Kinds of Fibers Used for Ablative CompositesQi Fengjie 1， Li Jinwen 1， Zhang Qinghui 1， Zhang Junhua 1， Li Chuanxiao 1， Gao Shouzhen 1， Liu Zhongmin 2(1. Shandong Non-metallic Materials Institute ， Jinan 250031， China ； 2. Shandong Normal University ， Jinan 250014， China)Abstract ：Density and tensile properties of T–700 carbon ﬁber (T–700 CF)，high-silica glass ﬁber (HSGF)，S–2 high strength glass fiber (S–2 GF) and continuous basalt fiber (CBF) were researched and compared. In the meantime ，surface morphology ，chemical components ，speci ﬁc thermal capacity and thermal stability of T–700 CF ，HSGF ，S–2 GF and CBF were characterized and compared by SEM ，XRF ，DSC and TG. The results show that density of those ﬁbers from small to big is T–700 CF ＜HSGF ＜S–2 GF ＜CBF ，tensile strength of those ﬁbers from small to big is HSGF ＜S–2 GF ＜CBF ＜T–700 CF ，the tensile modulus of T–700 CF is highest and elongation at break of S–2 GF is highest. Diameter of T–700 CF is least while surface of CBF is most coarse. Spe-ci ﬁc thermal capacity of T–700 CF is almost the same to that of CBF at the same temperature before 200℃，and speci ﬁc thermal capacity of those ﬁbers from small to big is S–2 GF ＜HSGF ＜CBF ＜T–700 CF at the same temperature after 200℃. Thermal weight loss rate of those ﬁbers from small to big is CBF ＜S–2 GF ＜HSGF ＜T–700 CF at the same temperature.Keywords ：T–700 carbon fiber ；high-silica glass fiber ；S–2 high strength glass fiber ；continuous basalt fiber ；ablation ；composite纤维增强热固性树脂基复合材料以其成型工艺简单、成本低、烧蚀性能好等优点，被广泛应用于火箭和导弹发动机喷管材料等对烧蚀性能要求较高的领域，常用的增强纤维包括碳纤维(CF)、高硅氧玻璃纤维(HSGF)、高强玻璃纤维(GF)等。

玻璃纤维的综述

耐腐蚀：玻璃纤维具有很好的耐腐蚀性，可以抵抗大部分酸、碱和有机物的腐蚀。这使得它在化工、环保等领域得到广泛应用
加工性好：玻璃纤维可被制成毡、布、带等多种璃纤维的应用
由于上述特点，玻璃纤维在许多领域都有广泛的应用
建筑领域：玻璃纤维被用于增强混凝土和石膏板等建筑材料，提高了它们的强度和耐久性。此外，玻璃纤维还被用于制造屋顶和墙板的保温材料
玻璃纤维的特点
玻璃纤维作为一种高性能材料，具有
以下特点
玻璃纤维的特点
轻质高强：玻璃纤维的比重仅为钢的 1/4，但其强度却远胜于钢，甚至能达到某些合金的强度。这使得玻璃纤维成为一种理想的替代材料，特别是在需要减轻重量并提高强度的场合，如航空航天、汽车等领域
绝缘：玻璃纤维具有良好的绝缘性能，可用于制造绝缘材料和电学元件
电子领域：玻璃纤维被用于制造电路板和电子元件，因其绝缘性能好且耐腐蚀
环保领域：玻璃纤维可以用于制造过滤器和净化器等环保设备，因其具有很好的耐腐蚀性且不会产生二次污染
3
玻璃纤维的生产工艺
玻璃纤维的生产工艺
玻璃纤维的生产工艺主要包括以下步骤
熔制：将玻璃原料加热至熔融状态拉丝：将熔融的玻璃通过拉丝机拉制成细丝纺织：将拉制的细丝纺织成布或毡状上浆：在纤维表面涂覆一层保护层以防止其磨损或污染固化：在一定温度下使涂层固化成品处理：对成品进行分拣、包装等处理
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玻璃纤维的综述
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玻璃纤维的综述
玻璃纤维，一种以玻璃为原料制成的纤维材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀、绝缘等特性，广泛应用于建筑、

高强度玻璃纤维研究与应用

高强度玻璃纤维研究与应用
祖群陈士洁孔令珂
（中材科技股份有限公司）
高强玻璃纤维是特种功能玻璃纤维中应用最广的一种，具有高强度、耐高温、抗冲击、高透波、耐腐蚀等优异的综合性能，在高性能复合材料以及耐热材料领域中广泛应用。本文对近年来研究与应用的高强玻璃纤维成分、性能、应用与发展方向进行简述。与普通无碱玻璃（E-glass）相比，高强玻璃纤维生产技术难度大，总产量低，但其需求增长速度是普通玻璃纤维 4倍以上，其优良的性价比是目前其它纤维材料无法替代的，已在航天、航空、船舶、兵器、建筑、体育、化工、电子等领域中广泛应用。本文就近年来高强玻璃纤维研究与应用进行简述。
288 0.23 2670
183 0.15 1557
193 0.15 1335
302 0.23 1780
305 0.25 2358
1321 1156 756 266 266 1112 1446 2358
表 8 纤维增强树脂性能对比
层压板
经向性能
R- glass、Mpa E- glass、MPas 提高 %
7781 织物增强拉伸强度
709 MPa
574 MPa
+ 24 %
环氧树脂
拉伸模量
30.1 GPa
26.6 GPa
+ 13 %
Vf=60%
弯曲强度
586 MPa
568 MPa
+3%
弯曲模量
29.5 GPa
25.0 GPa
+ 18 %
ILSS
45.6 MPa
43.2 MPa
+4%
表 9粗纱单向板复合材料性能
1
到 2800MPa，可以通过控制玻璃原料的 COD值以及矿物原料中还原性氧化物杂质的含

玻璃纤维的性能

玻璃纤维的拉伸强度和长度有关
玻璃纤维长度（mm）
5
纤维直径（μm）平均拉伸强度（MPa）
13
1500
20
12.5
1210
90
12.7
360
1560
13
720
化学组成对强度的影响
一般是含碱量越高，强度越低。无碱玻璃纤维比有碱纤维的拉伸强度高20%
玻璃纤维纤维直径拉伸强度（μm）（MPa）
玻璃纤维的电性能
大部分玻璃纤维同玻璃一样，在外电场作用下，由于玻璃纤维内的离子产生迁移而导电主要取决与化学组成、温度和湿度。优越的多无碱纤维电绝缘体比有碱纤维优越的多，这主要是因为无碱纤维重金属离子少的缘故。碱金属离子越多，电绝缘性能越差。空气湿度对玻璃纤维的电阻率的影响很大，湿度增加，电阻率下降。
玻璃纤维的性能
制作人材专0801 陈晓亭
玻璃纤维的物理性能
外观和密度一般天然或者人造的有机纤维，其表面都有
较深的皱纹。而玻璃纤维呈表面光滑的圆柱体，其横断面几乎都是完整的圆形。宏观看来，表面光滑，所以纤维之间的抱合力非常小，不利于和树脂粘接。玻璃钢使用的玻璃纤维直径一般为5~20μm，密度和铝几乎一样。此外，一般无碱纤维比有碱纤维密度维种类
密度（g／ cm3）
E- 玻璃纤维 2.54
拉伸强度（MPa）
3500
弹性模量（GPa）
72
S-玻璃纤维 2.44
4700
87
M-玻璃纤维 2.89
3700
118
三、玻璃纤维的耐磨性和耐折性
玻璃纤维的耐磨性是指纤维抵抗摩擦的能力
玻璃纤维的耐折性是指纤维抵抗折断的能力

玻璃纤维的成分及性能

玻璃纤维的成分与性能[键入文档副标题][在此处键入文档的摘要。

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]统一下载站[选取日期]玻璃纤维的成分及性能生产玻璃纤维用的玻璃不同于其它玻璃制品的玻璃。

目前国际上已经商品化的纤维用的玻璃成分如下：1、E-玻璃亦称无碱玻璃，系一种硼硅酸盐玻璃。

目前是应用最广泛的一种玻璃纤维用玻璃成分，具有良好的电气绝缘性及机械性能，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玻璃纤维，它的缺点是易被无机酸侵蚀，故不适于用在酸性环境。

2、C-玻璃亦称中碱玻璃，其特点是耐化学性特别是耐酸性优于无碱玻璃，但电气性能差，机械强度低于无碱玻璃纤维10%～20%，通常国外的中碱玻璃纤维含一定数量的三氧化二硼，而我国的中碱玻璃纤维则完全不含硼。

在国外，中碱玻璃纤维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，但在我国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，因为其人格低于无碱玻璃纤维而有较强的竞争力。

3、高强玻璃纤维其特点是高强度、高模量，它的单纤维抗拉强度为2800MPa，比无碱玻纤抗拉强度高25%左右，弹性模量86000MPa，比E-玻璃纤维的强度高。

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。

但是由于价格昂贵，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。

4、AR玻璃纤维亦称耐碱玻璃纤维，主要是为了增强水泥而研制的。

5、A玻璃亦称高碱玻璃，是一种典型的钠硅酸盐玻璃，因耐水性很差，很少用于生产玻璃纤维。

6、E-CR玻璃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7～8倍，耐酸性比中碱玻纤也优越不少，是专为地下管道、贮罐等开发的新品种。

7、D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。