Kas yra stiklo pluoštas ir kokie jo gamybos principai?

Trumpai tariant:stiklo pluoštopagamintas išlydant stiklą ir ištraukiant jį į pluoštus, kurių dalis yra žmogaus plauko storio. Jame dera stiklo kietumas ir atsparumas korozijai su natūralaus pluošto lankstumu ir audžiamumu, todėl šiandien tai yra plačiausiai naudojama ir ekonomiškiausia armavimo pluošto medžiaga.

 

Galbūt nematėte jo tiesiogiai, bet beveik neabejotinai jį naudojote-ji yra telefono dėkle, vonioje, vėjo turbinos mentėse ir net sienų izoliacijos sluoksnyje.

 

I. Kas tiksliai yra stiklo pluoštas?

 

Cheminė stiklo pluošto esmė iš esmės nesiskiria nuo stiklinių butelių ir langų, kuriuos naudojame kasdien. Jo pagrindinis komponentas yra silicio dioksidas (SiO₂), kartu su oksidais, tokiais kaip aliuminio oksidas, kalcio oksidas ir boro oksidas. Skirtumas yra jo forma: paprastas stiklas yra blokuotas ir trapus; o stiklo pluoštas, sutrauktas į itin smulkius pluoštus, kurių skersmuo yra tik 3-24 mikrometrai, kokybiškai pasikeičia-jis tampa lankstomas, audžiamas ir gali būti sujungtas su derva, tačiau išsaugomi stiklo pranašumai, tokie kaip atsparumas aukštai temperatūrai, atsparumas korozijai ir elektros izoliacija.

 

Vieno stiklo pluošto monofilamento skersmuo yra maždaug 1/20–1/5 žmogaus plauko skersmens. Sujungus ir audžiant šiuos monofilamentus gaunami įvairių formų stiklo pluošto gaminiai, tokie kaip stiklo pluošto audinys ir stiklo pluošto kilimėlis.

 

II. Kaip jis pagamintas?

 

Pagrindinis gamybos metodas yra bako krosnies tempimo procesas, kuris paprastai yra toks:

 

. Lydymas: Natūralios mineralinės žaliavos, tokios kaip kvarcinis smėlis, kalkakmenis ir borosilikatas, pagal tam tikrą santykį įpilamos į bako krosnį ir išlydomos į išlydytą stiklą aukštoje, maždaug 1400 laipsnių temperatūroje.

 

. Brėžinys: išlydytas stiklas teka per platinos lydinio pertvarą apačioje (su šimtais iki tūkstančių perforacijų), išteka į lauką veikiant gravitacijai ir ištempiamas bei atšaldomas didelės spartos tempimo mašina, akimirksniu sukietėdamas į ištisinius pluoštus.

 

. Impregnavimas: Ištempti pluoštai iš karto padengiami impregnuojančia medžiaga, kuri apsaugo pluoštus, padidina minkštumą ir pagerina suderinamumą su dervomis.

 

. Po-apdorojimas: priklausomai nuo naudojimo, jis apdorojamas į tokius produktus kaip nesusukti pusverpaliai, kapotos gijos, stiklo pluošto audinys ir stiklo pluošto kilimėlis.

 

Šio proceso ryškumas slypi tame, kad stiklo, medžiagos, kuri „dūžta nuo menkiausio prisilietimo“, vidinių defektų labai sumažėja, kai jis virsta mikrono{0}}dydžio pluoštu. Todėl jo tempiamasis stipris gerokai pranoksta blokinio stiklo stiprumą-vieno stiklo pluošto gijos atsparumas tempimui gali siekti 2000–4000 MPa, 2–3 kartus daugiau nei paprasto plieno.

 

III. Kodėl stiklo pluoštas toks populiarus?

 

Pagrindinius jo pranašumus galima apibendrinti šešiais žodžiais: lengvas, tvirtas, patvarus ir nebrangus.

 

Lengvas: stiklo pluošto tankis yra maždaug 2,5-2,6 g/cm³, lengvesnis už aliuminį (2,7) ir mažesnis nei trečdalis plieno (7,8).

Tvirtas: jo tempimo stipris gerokai viršija plieno. Kai derinama su derva (ty "stiklo pluoštu / FRP"), jos specifinis stiprumas (stiprumo ir tankio santykis) visiškai pranoksta tradicinių metalų stiprumą.

 

Patvarus: atsparus korozijai-, atsparus aukštai- temperatūrai (darbo temperatūra iki 250-280 laipsnių), atsparus oro sąlygoms, nerūdija ir nepūva.

Kaina: palyginti su anglies pluoštu (apie 100{2}}200 RMB/kg), stiklo pluoštas kainuoja tik 6–15 RMB/kg, o tai pasižymi itin dideliu ekonomiškumu.

Be to, jis turi puikią elektros izoliaciją, šilumos izoliaciją, mažą vandens sugėrimą ir dizainą (eksploatacines savybes galima valdyti koreguojant pluošto kryptį ir išdėstymo metodą).

 

IV. Kur naudojamas stiklo pluoštas?

 

Jo taikymo sritis yra labai plati. Štai keletas dažniausiai pasitaikančių:

 

3C gaminių korpusai: kai kurių nešiojamųjų kompiuterių ir planšetinių kompiuterių korpusuose naudojamos stiklo pluoštu{1}}sustiprintos kompozicinės medžiagos, kurios yra tvirtesnės už gryną plastiką ir lengvesnės už metalą.

 

Konstrukcija: Stiklo pluoštu sustiprintas cementas (GRC), vandeniui atsparių membranų ir sienų izoliacijos sluoksnių (stiklo pluošto vata) pagrindas.

 

Transportavimas: Stiklo pluoštas plačiai naudojamas automobilių buferiuose, sunkvežimių gaubtuose ir laivų korpusuose.

 

Sportas: pradinio lygio meškerėse, slidėse ir badmintono raketėse dažnai naudojamas stiklo pluoštas.

 

Santrauka

 

Stiklo pluošto esmė ta, kad „pluošto{0}}piešimo“ procesas iš „trapios“ medžiagos paverčia stiklą „lanksčia armuojančia medžiaga“.