סיכום
במהלך יותר מחצי המאה האחרונה, נעשה שימוש נרחב בחומרים מרוכבים מחוזקים בסיבים בשל תכונותיהם המצוינות, והתפקיד החשוב של חיזוק סיבים בחומרים מרוכבים ברור מאליו. מאז הופעתחומרים מרוכבים, סיבים מחזקים עברו מעבר מסיבים טבעיים לסיבים סינתטיים.
כיום, סיבי החיזוק הנפוצים ביותר כוללים סיבי זכוכית, סיבי ארמיד,סיבי פחמןוכו' מאמר זה יציג את המאפיינים והיישומים של סיבי זכוכית לחיזוק מרוכב.
מה זהסִיבֵי זְכוּכִית?
סיבי זכוכית נמצאים בשימוש נרחב בשל עלות-תועלת ותכונות טובות שלהם, בעיקר בתעשיית המרוכבים. כבר במאה ה-18 הבינו האירופים שאפשר לסובב זכוכית לסיבים לאריגה. בארון הקבורה של הקיסר הצרפתי נפוליאון כבר היו בדים דקורטיביים מפיברגלס. לסיבי זכוכית יש גם חוטים וגם סיבים או פקקים קצרים. חוטי זכוכית נמצאים בשימוש נפוץ בחומרים מרוכבים, מוצרי גומי, מסועים, יריעות וכו'. סיבים קצרים משמשים בעיקר לבדים לא ארוגים, פלסטיק הנדסי וחומרים מרוכבים.
התכונות הפיזיות והמכניות האטרקטיביות של סיבי זכוכית, קלות הייצור והעלות הנמוכה בהשוואה לסיבי פחמן הופכים אותו לחומר המועדף עבור יישומים מרוכבים בעלי ביצועים גבוהים. סיבי זכוכית מורכבים מתחמוצות של סיליקה. לסיבי זכוכית יש תכונות מכניות מצוינות כמו היותם פחות שבירים, חוזק גבוה, קשיחות נמוכה ומשקל קל.
פולימרים מחוזקים בסיבי זכוכית מורכבים מקבוצה גדולה של צורות שונות של סיבי זכוכית, כגון סיבים אורכיים, סיבים קצוצים, מחצלות ארוגות ומחצלות גדיל קצוץ , ומשמשים לשיפור התכונות המכניות והטריבולוגיות של חומרים מרוכבים פולימרים. סיבי זכוכית יכולים להשיג יחסי רוחב-גובה ראשוניים גבוהים, אך שבירות עלולה לגרום לסיבים להישבר במהלך העיבוד.
הטבלה הבאה מציגה את הסוגים השונים של סיבי זכוכית והרכבים:
תכונות סיבי זכוכית
המאפיינים העיקריים של סיבי זכוכית כוללים את ההיבטים הבאים:
לא קל לספוג מים: סיבי זכוכית דוחים מים ואינם מתאימים לבגדים, מכיוון שהזיעה לא תיספג, מה שגורם ללובש התחושה הרטוב; מכיוון שהחומר אינו מושפע ממים, הוא לא יתכווץ.
חוסר גמישות: בשל חוסר האלסטיות, הבד מכיל מעט מתיחה והתאוששות. לכן, הם צריכים טיפול פני השטח כדי להתנגד לקמטים.
חוזק גבוה: פיברגלס חזק במיוחד, חזק כמעט כמו קוולר. עם זאת, כאשר הסיבים מתחככים זה בזה, הם נשברים וגורמים לבד לקבל מראה מדובלל.
בִּדוּד:בצורת סיבים קצרים, פיברגלס הוא מבודד מצוין.
יכולת עטיפה:הסיבים מתכסים היטב, מה שהופך אותם לאידיאליים עבור וילונות.
עמיד לחום:סיבי זכוכית הם בעלי עמידות בחום גבוהה, יכולים לעמוד בטמפרטורות של עד 315 מעלות צלזיוס, הם אינם מושפעים מאור שמש, אקונומיקה, חיידקים, עובש, חרקים או אלקליות.
רָגִישׁ: סיבי זכוכית מושפעים מחומצה הידרופלואורית וחומצה זרחתית חמה. מכיוון שהסיב הוא מוצר המבוסס על זכוכית, יש לטפל בזהירות בכמה סיבי זכוכית גולמיים, כמו חומרי בידוד ביתיים, מכיוון שקצוות הסיבים שבירים ויכולים לחורר את העור, ולכן יש ללבוש כפפות בעת טיפול בפיברגלס.
התכונות הפיזיקליות והמכניות של סיבי זכוכית מסחריים טיפוסיים מוצגות בטבלה שלהלן:
תהליך ייצור סיבי זכוכית
סיבי זכוכית הם סיב לא מתכתי שנמצא כיום בשימוש נרחב כחומר תעשייתי. בדרך כלל, חומרי הגלם הבסיסיים של סיבי זכוכית כוללים מינרלים טבעיים שונים וכימיקלים מעשה ידי אדם, המרכיבים העיקריים הם חול סיליקה, אבן גיר ואפר סודה.
חול סיליקה פועל כיוצר זכוכית, בעוד שאפר סודה ואבן גיר עוזרים להוריד את טמפרטורת ההיתוך. מקדם ההתפשטות התרמית הנמוך בשילוב מוליכות תרמית נמוכה בהשוואה לאסבסט וסיבים אורגניים הופכים את הפיברגלס לחומר יציב מבחינה מימדית המפזר חום במהירות.
תרשים זרימה של תהליך ייצור סיבי זכוכית
סיבי זכוכית מיוצרים על ידי התכה ישירה, הכוללת תהליכים כמו חיבור, התכה, טוויה, ציפוי, ייבוש ואריזה. האצווה היא המצב הראשוני של ייצור הזכוכית, בו מערבבים היטב את כמויות החומר, והתערובת מוזנת לתנור להמסה בטמפרטורה גבוהה של 1400 מעלות צלזיוס. טמפרטורה זו מספיקה כדי להמיר את החול והמרכיבים האחרים למצב מותך; הזכוכית המותכת זורמת לתוך הזיקוק והטמפרטורה יורדת ל-1370 מעלות צלזיוס.
במהלך ספינינג של סיבי זכוכית, זכוכית מותכת זורמת החוצה דרך שרוול עם חורים עדינים מאוד. לוחית התוחם מחוממת באופן אלקטרוני והטמפרטורה שלה נשלטת כדי לשמור על צמיגות קבועה. סילון מים שימש כדי לקרר את החוט ביציאתו מהשרוול בטמפרטורה של כ-1204 מעלות צלזיוס.
סכמטידאיאגרמה שלGבַּחוּרָהואיברסהצמדה
זרם הזכוכית המותכת שחולץ נמשך באופן מכני לתוך חוטים בקטרים הנעים בין 4 מיקרומטר ל-34 מיקרומטר. המתח מסופק באמצעות מכשיר מתפתל במהירות גבוהה והזכוכית המותכת נמשכת לחוטים. בשלב הסופי מורחים ציפויים כימיים של חומרי סיכה, קלסרים וחומרי צימוד על החוטים. סיכה מסייעת להגן על החוטים מפני שחיקה כשהם נאספים ומפותלים לאריזות. לאחר הגודל, הסיבים מיובשים בתנור; לאחר מכן, החוטים מוכנים לעיבוד נוסף לסיבים קצוצים, חוטים או חוטים.
יישום שלGבַּחוּרָהואיבר
פיברגלס הוא חומר אנאורגני שאינו נשרף ושומר על כ-25% מהחוזק ההתחלתי שלו ב-540 מעלות צלזיוס. לרוב הכימיקלים יש השפעה מועטה על סיבי זכוכית. פיברגלס אנאורגני לא יתעצב או יתקלקל. סיבי זכוכית מושפעים מחומצה הידרופלואורית, חומצה זרחתית חמה וחומרים אלקליים חזקים.
זהו חומר בידוד חשמלי מעולה. לבדי פיברגלס יש תכונות כמו ספיגת לחות נמוכה, חוזק גבוה, עמידות בחום וקבוע דיאלקטרי נמוך, מה שהופך אותם לחיזוקים אידיאליים למעגלים מודפסים ולכות מבודדות.
יחס החוזק-משקל הגבוה של פיברגלס הופך אותו לחומר מצוין עבור יישומים הדורשים חוזק גבוה ומשקל מינימלי. בצורת טקסטיל, חוזק זה יכול להיות חד-כיווני או דו-כיווני, מה שמאפשר גמישות בעיצוב ובעלות עבור מגוון רחב של יישומים בשוק הרכב, בנייה אזרחית, מוצרי ספורט, תעופה וחלל, ימית, אלקטרוניקה, בית ואנרגיית רוח.
הם משמשים גם בייצור של חומרים מרוכבים מבניים, מעגלים מודפסים ומוצרים שונים למטרות מיוחדות. הייצור השנתי של סיבי זכוכית בעולם הוא כ-4.5 מיליון טון, והיצרניות העיקריות הן סין (60% נתח שוק), ארצות הברית והאיחוד האירופי. (מקור: סיבי פחמן וטכנולוגיית החומרים המרוכבים שלו)
בדוק את גלריית התמונות שלנו וחדשות אחרות על מארזי סיבי זכוכית GRECHOכאן.
ווטסאפ: +86 18677188374
דוא"ל: info@grechofiberglass.com
טל': +86-0771-2567879
אנשים: +86-18677188374
אתר אינטרנט:www.grechofiberglass.com
[הצהרת הדפסה חוזרת]: זכויות היוצרים של המאמרים המשוכפלים על ידי חשבון רשמי זה שייכת למחבר המקורי, והצהרת זכויות היוצרים של המחבר המקורי מתקיימת. אם לטקסט המקורי אין הצהרת זכויות יוצרים, נפעל לפי העיקרון הנוכחי של פתיחת האינטרנט מבלי להודיע למחבר. הדפיסו מחדש את המאמר למטה. אם ההדפסה המחודשת אינה תואמת את הצהרת זכויות היוצרים של המחבר או שהכותב אינו מסכים להדפיס מחדש, אנא כתוב ליידע אותנו ואנו נטפל בכך בהקדם האפשרי.
זמן פרסום: 21 ביולי 2021
