Riassuntu
In u passatu più di una mità di seculu, i materiali cumposti rinfurzati cù fibre sò stati largamente utilizati per via di e so proprietà eccellenti, è u rolu impurtante di rinfurzà e fibre in materiali compositi hè evidente. Dapoi l'avventu dimateriali cumposti, fibri di rinfurzà anu subitu una transizione da fibri naturali à fibri sintetici.
Attualmente, i fibri di rinforzu più cumuni includenu fibri di vetru, fibri di aramid,fibre di carbone, etc.. Questu articulu introduverà e caratteristiche è l'applicazioni di fibre di vetru per u rinfurzatu cumpostu.
Chì ghjèfibra di vetru?
Fibre di vetru sò largamente utilizati per via di a so efficienza di costu è di e boni proprietà, soprattuttu in l'industria di i cumposti. À u 18u seculu, l'Auropei anu capitu chì u vetru puderia esse filatu in fibre per u tissu. U coffinu di l'imperatore francese Napulione avia digià tessuti dicurativi fatti di fibra di vetru. E fibre di vetru anu dui filamenti è fibre curtite o flocs. I filamenti di vetru sò cumunimenti usati in materiali cumposti, prudutti di gomma, cinturini trasportatori, tarpaulins, etc. Fibres curtite sò principarmenti utilizati in feltri non-tessuti, plastica ingegneria è materiali composti.
E caratteristiche fisiche è meccaniche attraenti di a fibra di vetru, a facilità di fabricazione è u prezzu bassu paragunatu à a fibra di carbonu facenu u materiale di scelta per l'applicazioni composite d'altu rendiment. Fibre di vetru sò cumposti da ossidi di silice. Fibre di vetru sò eccellenti proprietà meccaniche cum'è esse menu fragili, alta resistenza, bassa rigidità è pesu ligeru.
I polimeri rinfurzati cù fibra di vetru sò custituiti da una grande classa di diverse forme di fibre di vetru, cum'è fibre longitudinali, fibre tritate, stuoie tessute èstuoie di fili tagliati , è sò usati per migliurà e proprietà meccaniche è tribologiche di i composti polimeri. I fibri di vetru ponu ghjunghje alti rapporti di aspettu iniziale, ma a fragilità pò causà a rottura di fibre durante u processu.
A tabella seguente mostra i diversi tipi di fibre di vetru è cumpusizioni:
Pruprietà di fibra di vetru
E caratteristiche principali di a fibra di vetru includenu i seguenti aspetti:
Ùn hè micca faciule d'assorbire l'acqua: A fibra di vetru hè repellente à l'acqua è ùn hè micca adattatu per a robba, perchè u sudore ùn serà micca assorbutu, facendu chì u purtatore si senti umitu; perchè u materiale ùn hè micca affettatu da l'acqua, ùn si sminuisce micca.
In-elasticità: A causa di a mancanza d'elasticità, u tela hà pocu stretchimentu inherente è ricuperazione. Per quessa, anu bisognu di un trattamentu di superficia per resiste à l'arrugazioni.
Alta Forza: Fibreglass hè estremamente forte, quasi cum'è Kevlar. In ogni casu, quandu e fibri si strughjenu l'una à l'altra, si rompenu è facenu chì u tessulu piglia un aspettu shaggy.
Isolamentu:In forma di fibra corta, a fibra di vetro hè un excelente insulatore.
Drapability:I fibri drape bè, facenu ideali per cortini.
Resistenza à u calore:I fibri di vetru anu una alta resistenza à u calore, ponu sopra à a temperatura di 315 ° C, ùn sò micca affettati da u sole, bleach, bacteria, mold, insetti o alkali.
Sensibile: I fibri di vetru sò affettati da l'acidu fluoridicu è l'acidu fosforicu caldu. Siccomu a fibra hè un pruduttu basatu di vetru, alcune fibre di vetru crudu deve esse trattatu cù cura, cum'è i materiali d'insulazione di a casa, perchè l'estremità di a fibra sò fragili è ponu pierce a pelle, cusì guanti deve esse purtatu quandu manipule a fibra di vetro.
E proprietà fisiche è meccaniche di e fibre di vetru cummirciali tipiche sò mostrate in a tabella sottu:
Prucessu di fabricazione di fibra di vetru
A fibra di vetru hè una fibra non metallica chì hè attualmente largamente usata com'è materiale industriale. In generale, e materie prime basi di fibra di vetru includenu diversi minerali naturali è chimichi artificiali, i cumpunenti principali sò silice sand, calcariu è soda ash.
A sabbia di silice agisce cum'è un formatore di vetru, mentre chì a soda è u calcariu aiutanu à calà a temperatura di fusione. U bassu coefficientu di espansione termica cumminata cù una bassa conductività termale cumparatu cù l'amianto è e fibre organiche facenu a fibra di vetro un materiale dimensionalmente stabile chì dissipa rapidamente u calore.
Graficu di u prucessu di fabricazione di fibra di vetru
E fibre di vetru sò prudutte da fusione diretta, chì implica prucessi cum'è cumpunimentu, fusione, filatura, rivestimentu, siccatu è imballaggio. U batch hè u statu iniziale di a fabricazione di vetru, in quale e quantità di materiale sò mischiate bè, è a mistura hè alimentata in un furnace per funnu à una temperatura alta di 1400 ° C. Sta temperatura hè abbastanza per cunvertisce a sabbia è l'altri ingredienti in un statu funnu; u vetru fondu sbocca in u raffinatore è a temperatura scende à 1370 ° C.
Durante a filatura di fibre di vetru, u vetru fusu scorri per una manica cù buchi assai fini. A piastra di liner hè riscaldata elettronicamente è a so temperatura hè cuntrullata per mantene una viscosità constante. Un jet d'acqua hè stata utilizata per rinfriscà u filamentu quandu surtite da a manica à una temperatura di circa 1204 ° C.
SchematicDdiagramma diGzitellaFiberSpinning
U flussu estrusu di vetru fusu hè attiratu meccanicamente in filamenti cù diametri chì varienu da 4 μm à 34 μm. A tensione hè furnita cù un bobinatore d'alta velocità è u vetru fusu hè disegnatu in filamenti. In u stadiu finali, i rivestimenti chimichi di lubricanti, leganti è agenti di accoppiamentu sò appiicati à i filamenti. A lubricazione aiuta à prutege i filamenti da l'abrasione mentre sò cullati è feriti in pacchetti. Dopu à sizing, i fibri sò secchi in un fornu; i filamenti sò tandu pronti per più trasfurmazioni in fibre tritate, rovings o filati.
Applicazione diGzitellaFiber
Fibreglass hè un materiale inorganicu chì ùn brusgia è mantene circa 25% di a so forza iniziale à 540 ° C. A maiò parte di i chimichi anu pocu effettu nantu à e fibre di vetru. A fibra di vetro inorganica ùn si muffa o deteriora. I fibri di vetru sò affettati da l'acidu fluoridicu, l'acidu fosforicu caldu è i sustanzi alkalini forti.
Hè un eccellente materiale insulating electricu. I tessuti in fibra di vetro anu proprietà cum'è una bassa absorption di umidità, alta resistenza, resistenza à u calore è bassa constante dielettrica, facendu rinforzi ideali per circuiti stampati è vernici isolanti.
L'altu rapportu forza-à-pesu di a fibra di vetro rende un materiale eccellente per l'applicazioni chì necessitanu alta forza è pesu minimu. In a forma tessili, sta forza pò esse unidirezionale o bidirezionale, chì permette flessibilità in u disignu è u costu per una larga gamma di applicazioni in u mercatu di l'automobile, a custruzzione civile, l'articuli sportivi, l'aerospaziale, a marina, l'elettronica, a casa è l'energia eolica.
Sò ancu usati in a fabricazione di cumposti strutturali, circuiti stampati è diversi prudutti speciali. A produzzione annuale di fibra di vetru in u mondu hè di circa 4,5 milioni di tunnellate, è i pruduttori principali sò a Cina (60% di u mercatu), i Stati Uniti è l'Unione Europea. (Fonte: Fibra di Carboniu è a so Tecnologia di Materiale Compositu)
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Tempu di post: 21-lugliu-2021
