Klaaskiud

Klaaskiud on suurepärane anorgaaniline mitte{0}}metallist materjal. Seda valmistatakse peamiselt looduslikest maakidest, nagu pürofülliidist, kvartsliivast, lubjakivist ja dolomiidist, kasutades selliseid protsesse nagu sulatamine temperatuuril üle 1600 kraadi, tõmbamine, kerimine ja kudumine. Ühe hõõgniidi läbimõõt on vaid mõnest mikronist kuni üle 20 mikroni, mis võrdub 1/20–1/5 inimese juuksekarvast. Iga toorkiu kiud koosneb sadadest või isegi tuhandetest üksikutest filamentidest.

Meie klaaskiust tooted võtavad kasutusele täiustatudpaakahju joonistamise protsess. Klaasi koostise, temperatuurivälja ja joonise parameetrite täpse juhtimisega tagame ühtlase kiu läbimõõdu ja stabiilse jõudluse. Leelismetallioksiidide sisalduse järgi jagunevad tooted nelja seeriasse:E-klaas (alumiiniumoksiid-borosilikaat), C-klaas (keskmine-leelis), A-klaas (kõrge-leelisesisaldus), jaspetsiaalne klaaskiud, et rahuldada kohandatud nõudmisi erinevates valdkondades.

Klaaskiu põhiväärtus

Kuna klaaskiud on komposiitmaterjalides kõige laialdasemalt kasutatav tugevdusmaterjal, on klaaskiust tänu oma suurepärasele terviklikule jõudlusele ja ülikõrgele kulu-jõudlussuhtele muutunud asendamatuks põhimaterjaliks kaasaegses tööstuses - alates infrastruktuurist kuni tipptehnoloogiateni -.

2. osa: Põhilised eelised ja omadused

Kerge kaal ja suur tugevus

Tihedus: 2,4–2,76 g/cm³, umbes 1/4 terasest; Tõmbetugevus: 1500–3500 MPa, palju suurem kui tavaline teras; Eritugevus (tugevus/tihedus) ületab tavaliste metallmaterjalide oma.

Suurepärane korrosioonikindlus

Vastupidav hapetele, leelistele, veele ja keemilisele korrosioonile; tavaliselt korrodeeruvad ainult kontsentreeritud leelised, vesinikfluoriidhape ja kontsentreeritud fosforhape. Spetsiaalne leelise-kindel klaaskiud (AR-klaas) peab tõhusalt vastu suurele-leeliseerosioonile tsemendis.

Suurepärane elektriisolatsioon

Kõrgemahuline eritakistus ja madal dielektriline konstant, mistõttu on see täiustatud elektriisolatsioonimaterjal, mida kasutatakse laialdaselt trükkplaatides (PCB-des) ja isolatsioonikomponentides. E-klaasil on eriti hea elektriisolatsioon.

Vastupidavus kõrgele temperatuurile ja mitte{0}}süttivus

Pehmenemistemperatuur: 500–750 kraadi; keemistemperatuur: ligikaudu . 1000 kraadi . Anorgaanilise kiuna ei ole see -süttiv, sulab kõrgel temperatuuril klaashelmesteks ega eralda mürgiseid gaase.

Hea mõõtmete stabiilsus

Kõrge elastsusmoodul ja jäikus; katkevus: ligikaudu . 3%; Madal soojuspaisumistegur, mis tagab stabiilsed mõõtmed temperatuurimuutuste korral.

Madal veeimavus

Äärmiselt madal veeimavus, säilitades stabiilse jõudluse niiskes keskkonnas.

Suurepärane töödeldavus

Saab teha lõngaks, heiteks, tükeldatud kiududeks, kangast, teibist, matist, lauast, torust ja muudest vormidest; Läbipaistev kuni valguse suhtes, hea nakkuvusega vaikudega.

Kõrge kulu{0}}jõudlussuhe

Toormaterjalide lai kättesaadavus, arenenud tootmistehnoloogia ja suhteliselt madal hind, mis teeb sellest kõige kuluefektiivsema-kõrge jõudlusega-kiudmaterjali.

Klaaskiu põhinäitajad

Üksus	Üksus	Vahemik
Ühe hõõgniidi läbimõõt	μm	3–20 (kohandatav)
Tihedus	g/cm³	2.4–2.76
Tõmbetugevus	MPa	1500–3500
Elastsusmoodul	GPa	70–90
Pikendamine	%	Ligikaudu. 3
Pehmenemispunkt	kraadi	500–750
Keemistemperatuur	kraadi	Ligikaudu. 1000

Märkus. Tegelikud näitajad kehtivad ettevõtte tootetesti aruandes.

Osa 3: Toote klassifikatsioon ja spetsifikatsioonid

Klassifikatsioon keemilise koostise järgi

Toote tüüp	Leelismetalloksiidi sisaldus	Peamised omadused	Peamised rakendused
E-klaas (leelise-vaba)	0%–2%	Hea elektriisolatsioon, kõrge mehaaniline tugevus	Kvaliteetsed{0}}komposiidid, elektriisolatsioon, trükkplaadid
C-klaas (keskmine-leelis)	8%–12%	Hea keemiline vastupidavus, eriti happekindlus	Korrosioonikindlad-tooted, aknakatted, lateksriie, happefiltri riie
A-klaas (kõrge-leelis)	13% või suurem	Madal hind, halb veekindlus	Toru mähkimislapp, asfaltvildist aluslapp, katusekatte tugevdus
AR-klaas (leelisekindel-)	Sisaldab ZrO₂	Suurepärane leelisekindlus	Klaas-kiudtugevdatud tsement (GRC), mitte-kandvad-tsemendikomponendid
S-klaas (kõrge-tugevus)	Spetsiaalne valem	25% tugevam kui E-klaasil	Sõjavägi, lennundus, kuulikindel soomus, spordivarustus
D-klaas (madal-dielektrik)	Spetsiaalne valem	Madal dielektriline konstant	Kõrg-sageduslik side, suure-jõudlusega PCB-d
ECR-klaas (boori-vaba E-klaas)	Boori-vaba	Suurepärane vee- ja happekindlus	Maa-alused torustikud, mahutid,{0}}korrosioonikindlad seadmed

Klassifikatsioon tootevormi järgi

Toote vorm	Spetsifikatsioonivahemik	Peamised omadused	Peamised rakendused
Roving	600–4800 teks	Hea komplekteerimine, kiire immutamine	Hõõgniidi mähis, pultrusioon, pihustusvormimine
Tükeldatud kiud	3-12 mm	Hea hajutatavus	Tugevdatud termoplastid, matttooted
Klaaskiust kangas	Tavaline / toimne / satiin	Suur tugevus, isotroopsus	Vask-plakeeritud laminaadid, isolatsioon, komposiidid
Klaaskiust matt	300–900 g/m²	Isotroopsus, lihtne vormimine	Käsitsi-panek, survevalu, pultrusioon
Klaaskiust teip	Laius 10–300 mm	Hea paindlikkus	Torude mähkimine, isolatsiooni mähkimine
Jahvatatud kiud	50-300 silma	Hea täitmise jõudlus	Tugevdatud plastid, hõõrdematerjalid, tihendid

4. osa: Peamised rakendusväljad

Tuntud kui"skeleti materjal"Kaasaegses tööstuses kasutatakse klaaskiudu laialdaselt kõigis rahvamajanduse sektorites. Ülemaailmselt kasutatakse umbes 32% klaaskiust ehituses, 28% transpordis ja 21% tööstusseadmetes.

1. Ehitus ja infrastruktuur (suurim rakendusvaldkond)

Komposiittugevdus

Jahutustornid, veehoidlad, vannid, uksed/aknad, kaitsekiivrid, ventilatsiooniseadmed.

Arhitektuurne dekoratsioon

Pleki-kindel, soojust-isoleeriv, mitte-süttiv.

Infrastruktuur

Sillad, sadamakai, estakaadid, kaldapealsed ja ranniku/saarte hooned (korrosioonivastane{0}}).

GFRP baarid

Asendage betoonarmatuuri terasvardad, mitte-magnetilised, korrosioonikindlad-.

GRC tooted

Leelisekindel{0}}klaaskiuga tugevdatud tsement välisseinapaneelidele, dekoratiivkomponentidele.

Tehnilised eelised

Klaaskiust raudbetoon võib vähendada silla kaalu 30% ja pikendada kasutusiga üle 50 aasta.

2. Transport

Lennundus

Lennuki siseosad, radoomid, katted, raketi ninakoonused, tahkete rakettmootorite ablatiivsed kuumakilbid.

Rakettide stardikanistrid, tulirelvad, maapealsete lahingumasinate konstruktsioonid.

Autotööstus

GFRP-d kasutatakse mootorikapotites, pakiruumi kaantes jne, mis vähendab sõiduki massi 45 kg ja suurendab sõiduulatust 8%.

Põrkerauad, kerepaneelid, armatuurlaua raamid.

SMC-liist, mis töötati algselt välja autotööstuse jaoks.

Raudteetransiit

Kiirrongi{0}}salongid, istmed, ukse-/aknaraamid.

Klaasvill soojusisolatsiooniks ja heli neeldumiseks.

Laevaehitus

Kalapüügipaadid, jahid: lihtne protsess,{0}}korrosioonivastane, vähe hooldust vajav, pikk kasutusiga.

3. Elektroonika ja elektriseadmed

Vasega-kaetud laminaadid ja PCB-d

Elektroonilise -klassi klaaskangas on trükkplaatides kasutatava vask-kaetud laminaatide südamik.

Moodustab tervikliku tööstusliku keti: elektrooniline lõng → elektrooniline kangas → CCL → PCB.

AI ja 5G rakendused

Madal-dielektriline elektroonikakangas (Dk < 4,0) kõrge-sagedusliku ja kiire{3}}edastuse jaoks; ajendatuna AI-serveri nõudlusest.

2024. aasta ülemaailmne madala-dielektriga elektroonilise lõnga turg: 1,5 miljardit dollarit; 2033. aastaks prognoositakse 3,2 miljardi dollarini.

Isolatsioonimaterjalid

Mootori pilude isolatsioon, elektrikomponendid, isolatsiooniplaadid.

E-klaasil on suurepärane elektriisolatsioon.

Tarbeelektroonika

Nutitelefoni tagapaneelid, sülearvuti korpused.

4. Uus energia

Tuuleturbiini labad

Üks 100{1}}meetrine-klassi tera kasutab 120–150 tonni klaaskiudkomposiite; E-CR klaaskiud moodustab üle 60%.

Kasvav nõudlus kõrge{0}}mooduliga ja madala-tihedusega klaaskiu järele.

PV raamid

Klaaskiuga tugevdatud polüuretaankomposiitraamide läbitungimismäär tõusis 35% -ni.

Vesiniku ladustamine ja transport

Klaaskiuga keritud IV tüüpi vesinikusalvestid; töörõhk tõusis 35 MPa-lt 70 MPa-le.

5. Keemia- ja keskkonnakaitse

Korrosiooni{0}}kindlad seadmed

Mahutid, tornid, torud, pumbad, ventiilid, ventilaatorid ja tarvikud

Korrosioonikindel-, kõrge tugevusega, pikk kasutusiga (vähem kui 120 kraadi või sellega võrdne)

Filtri materjalid

Tööstuslikud filtrimaterjalid, kottfiltrikotid

Happelise filtrikanga jaoks sobiv C-klaas

Keskkonnarakendused

Jäätmepõletuse suitsugaaside puhastus, reoveepuhastusseadmed.

6. Masinatööstus

Tugevdatud plastid

Klaaskiuga tugevdatud polüstüreen: oluliselt paranenud mehaanilised omadused, mõõtmete stabiilsus, kuumakindlus ja löögikindlus

Laialdaselt kasutatav kodumasinate osades, korpustes jne.

Metalli vahetus

Klaaskiuga tugevdatud polüoksümetüleen asendab laagrite, hammasrataste, nukkide ja muude ülekandeosade värvilisi metalle-.

7. Muud rakendused

Sport ja vaba aeg

Golfikepid, õngeritvad, suusad, sulgpallireketid, vibud ja nooled.

Meditsiiniline

Bioaktiivne klaaskiud luude parandamiseks mõeldud karkasside jaoks, lagunemiskiirus vastab luu kasvule.

Kaitsematerjalid

Kuulikindlad komposiitpaneelid, kuulikindlad kiivrid, helikopterisoomused.

Avameretehnika

Süvamere{0}}kaevanduslaevad, avamere tuulepaigaldusplatvormid, suurepärane merevee korrosioonikindlus.

5. osa: Tehnilised parameetrid ja valikujuhend

Klaaskiutüüpide toimivuse võrdlus

Kiu tüüp	Tõmbetugevus (MPa)	Elastne moodul (GPa)	Tihedus (g/cm³)	Dielektriline konstant	Peamised omadused
E-klaas	3100–3400	72–75	2.54–2.58	6.3–6.8	Üldotstarbeline-, hea isolatsioon
S-klaas	4500–4800	86–90	2.48–2.50	5.3–5.6	Tugev, sõjaline/lennundus
C-klaas	2800–3100	70–73	2.52–2.56	6.8–7.2	Hea happekindlus
AR-klaas	3200–3500	72–75	2.68–2.70	–	Suurepärane leelisekindlus
D-klaas	2400–2600	52–55	2.14–2.16	3.8–4.2	Madal dielektriline konstant

Valikujuhend

Rakendusstseen	Soovitatav toode	Põhinõuded
Tuuleturbiini labad	E-CR / kõrge-mooduliga klaaskiud	Kõrge moodul, hea väsimuskindlus
Autode kergekaalustamine	Tükeldatud matt / termoplastiline lõng	Hea vaiguga ühilduvus, ühtlane dispersioon
Trükkplaadid	D-klaasist/elektroonilisest-klassist kangas	Madal dielektriline konstant, väike kadu
Korrosiooni{0}}kindlad seadmed	C-klaas / ECR klaaskiud	Suurepärane keemiline vastupidavus
Tugevdatud tsement	AR-klaas	ZrO₂ Suurem või võrdne 16%, suurepärane leelisekindlus
Üldised komposiidid	E-klaasi heide	Tugev, kõrge kulu{0}}jõudlus