آنچه در مقاله “الیاف شیشه” خواهید خواند:
الیاف شیشه:
به طور کلی ساختمان داخلی الیاف شیشه یک شبکه سه بعدی از سیلیکون، اکسیژن و دیگر اتم ها است که به صورت غیر منظم (random) در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. لذا الیاف شیشه ساختمانی غیر کریستالی (amorphous) و ایزوتروپیک (خواص در تمام جهات یکسان است) را دارا می باشند.قطر لیف (میکرومتر) | علامت معرف اندازه لیف | |
حداکثر | حداقل | |
0/20 | 0/05 | AAAAA |
0/50 | 0/20 | AAAA |
0/75 | 0/50 | AAA |
1/50 | 0/75 | AA |
2/52 | 1/50 | A |
3/81 | 2/52 | B |
5/08 | 3/81 | C |
6/35 | 5/08 | D |
انواع الیاف شیشه:
با تغییر در اجزا، انواع مختلفی از شیشه را می توان تولید کرد. انواع مورد استفاده به عنوان تقویت کننده در کامپوزیتها، به شرح زیر است:نوع A
که اشاره به شیشه های معمولی ( Soda-lime glass ) که یک نوع شیشه ی high alkali است، دارد. این نوع در گذشته کاملا متداول بوده است اما امروزه الیاف نوع E تقریبا جایگزین آن شده است.E-glass (الکتریکی):
محتوای قلیایی کمتر و قوی تر از شیشه A (قلیایی)دارد. استحکام کششی و فشاری خوب و سختی، خواص الکتریکی خوب و هزینه نسبتا کم باعث شده 90 درصد الیاف شیشه مصرفی در کامپوزیت ها از این نوع باشد. بسته به نوع شیشه E قیمت آن از حدود 1 تا 2 دلار به ازای هر کیلوگرم متغیر است. E-glass رایج ترین شکل الیاف تقویت کننده مورد استفاده در کامپوزیت های زمینه پلیمری است.C-glass (شیمیایی):
بهترین مقاومت در برابر مواد شیمیایی. عمدتاً به صورت نمد سطحی در لایه بیرونی کامپوزیتهای مورد استفاده در لوله ها و مخازن شیمیایی و آب استفاده می شود.R، S یا T-glass (استحکام):
این الیاف دارای استحکام کششی و مدول بالاتر(حدود 20 درصد) نسبت به شیشه E است و در حجم محدو تولید می شود به همین خاطر از لحاظ قیمتی حداقل 4 تا 10 برابر گرانتر است. S-glass در ایالات متحده توسط OCF، R-glass در اروپا توسط Vetrotex و T-glass توسط Nittobo در ژاپن تولید می شود. این الیاف برای صنایع هوافضا و دفاعی توسعه یافته و در برخی کاربردهای زرهی بالستیک استفاده می شود.در جدول زیر می توانیدترکیب شیمیایی هر یک از انواع الیاف شیشه و مختصری از خواصشان را ملاحظه فرمایید:
E | R | S | C | ECR | AR | |
SiO2 | 54.2 | 60 | 64.4 | 64.6 | 58.4 | 61 |
Al2O3 | 14.0 | 25 | 25 | 4.1 | 11 | 0.5 |
CaO | 17.2 | 9 | – | 13.4 | 22 | 5 |
MgO | 4.6 | 6 | 10.3 | 3.3 | 2.2 | 0.05 |
Na2O, K2O, Li2O | 0.8 | – | – | 9.6 | 0.9 | 14 |
B2O3 | 10.6 | – | – | 4.7 | 0.09 | – |
BaO | – | – | – | 0.9 | – | – |
ZnO | – | – | – | – | 3 | – |
ZrO2 | – | – | – | – | – | 13 |
TiO2 | – | – | – | – | 2.1 | 5.5 |
Fe2O3 | 0.4 | – | – | – | 0.26 | 0.5 |
Specific gravity | 2.56 | 2.58 | 2.49 | 2.45 | 2.6 | 2.74 |
Refractive index | 1.55 | – | 1.52 | 1.52 | – | 1.56 |
Single fibre tensile strength (GPa) | 3.6 | 4.4 | 4.5 | – | 3.4 | 2.5 |
Single fibre tensile modulus (GPa) | 76 | 85 | 86 | – | 73 | 80 |
Softening point (C) | 1.54 | 990 | 1000 | 690 | 900 | 860 |