玻璃鋼材料,全稱為玻璃纖維增強塑料(Fiberglass Reinforced Plastics,簡稱FRP),是一種以玻璃纖維及其制品作為增強材料,以合成樹脂(如不飽和聚酯、環氧樹脂、酚醛樹脂等)作為基體的復合材料。以下是對玻璃鋼材料的詳細解釋:
一、材料組成
1.增強材料:玻璃纖維,具有高強度、高模量、耐磨損和耐腐蝕等特點,是玻璃鋼的主要承載部分。
2.基體材料:合成樹脂,具有良好的粘結性、可塑性、耐腐蝕性和電絕緣性,能將玻璃纖維牢固地粘結在一起,形成整體結構。
二、主要特性
1.輕質高強:相對密度在1.5 2.0之間,只有碳鋼的1/4 1/5,但拉伸強度接近甚至超過碳素鋼,比強度可以與等級高的合金鋼相比。
2.耐腐蝕性能好:對大氣、水和一般濃度的酸、堿、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。
3.電性能好:是優良的絕緣材料,高頻下仍能保持良好的介電性。
4.熱性能良好:熱導率低,室溫下熱導率為1.251.67kJ/(m·h·K),只有金屬的1/1001/1000,是優良的絕熱材料。
5.可設計性好:可以根據需要設計出各種結構產品,以滿足使用要求,并具有良好的整體性。
6.工藝性優良:可以根據產品的形狀、技術要求、用途及數量靈活地選擇成型工藝,工藝簡單,可以一次成型,經濟效果突出。
三、不足之處
1.彈性模量低:剛性不足,容易變形,但可以通過做成薄殼結構、夾層結構,或加入高模量纖維、做加強筋等形式來彌補。
2.長期耐溫性差:一般玻璃鋼不能在高溫下長期使用,如通用聚酯玻璃鋼在50℃以上強度就明顯下降,一般只在100℃以下使用。但可以選擇耐高溫樹脂,以提高其長期工作溫度。
3.老化現象:在紫外線、風沙雨雪、化學介質、機械應力等作用下容易導致性能下降。
層間剪切強度低:可以通過選擇工藝、使用偶聯劑等方法來提高層間粘結力,同時在產品設計時盡量避免使層間受剪。
四、主要應用領域
玻璃鋼材料因其獨特的性能而被廣泛應用于多個領域:
1.建筑行業:用于制造冷卻塔、門窗、建筑結構、裝飾件等。
2.化學化工行業:用于制造耐腐蝕管道、貯罐、輸送泵及其附件等。
3.交通運輸行業:用于制造汽車殼體、火車窗框、公路護欄等。
4.船艇及水上運輸行業:用于制造內河客貨船、游艇、救生艇等。
5.電氣工業及通訊工程:用于制造滅弧設備、電纜保護管、雷達罩等。
此外,玻璃鋼還被廣泛應用于城市雕塑、工藝美術造型、快餐桌椅、摩托車部件、花盆、安全帽、游樂設備等領域。
綜上所述,玻璃鋼材料是一種性能優異、應用廣泛的復合材料。