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玻璃鋼的常見(jiàn)物理性能有哪些?

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一、密度

      玻璃鋼密度介于1.5~2.0之間,只有普通碳鋼的1/4~1/5,比輕金屬鋁還要輕1/3左右,而機(jī)械強(qiáng)度卻很高,某些方面甚至能接近普通碳鋼的水平。例如某些環(huán)氧玻璃鋼,其拉伸、彎曲和壓縮強(qiáng)復(fù)均達(dá)到400MPa 以上。按比強(qiáng)度計(jì)算,玻璃鋼不僅大大超過(guò)普通碳鋼,而且可達(dá)到和超過(guò)某些特殊合金鋼的水平。 

      玻璃鋼與幾種金屬的密度、抗伸強(qiáng)度和比強(qiáng)度比較見(jiàn)表2-6所示。

表2-6

材料名

 密度

 拉伸強(qiáng)度( MPa )

 比強(qiáng)度

高級(jí)合金鋼

8.0

1280

160

A3

7.85

400

50

LY12鋁合金

2.8

420

160

鑄鐵

7.4

240

32

環(huán)氧玻璃鋼

1.73

500

280

聚酯玻璃鋼

1.8

290

160

酚醛玻璃鋼

1.8

290

160

(比強(qiáng)度:即單位密度下的拉伸強(qiáng)度,也就是材料的抗拉強(qiáng)度與密度之比,用以說(shuō)明其輕質(zhì)高強(qiáng)的程度。)


二、電性能

      玻璃鋼有優(yōu)良的電絕緣性能,可作為儀表、電機(jī)及電器中的絕緣零部件,在高頻作用下仍然保持良好的介電性能,如玻璃鋼外殼 玻璃鋼醫(yī)療器械外殼等玻璃鋼制品。在絕緣材料中,用玻璃纖維布代替紙及棉布,可提高絕緣材料的絕緣等級(jí),在用相同樹(shù)脂的情況下,至少能提高一個(gè)等級(jí)。玻璃鋼占絕緣材料用量的1/3~1/2,。在一些大型電機(jī)中,如12.5萬(wàn)KW電機(jī),要用幾百千克玻璃鋼作絕緣材料。此外玻璃鋼不受電磁影響,而且有良好的透微波性能,成品有玻璃鋼天線罩.

 

下表幾種玻璃鋼的介電性能:

玻璃鋼種類

介電常數(shù)

介電損失角正切

丁苯玻璃鋼

3.5~4.0

(3.5~5.0)*10-3

DAP玻璃鋼

4.0~4.8

(0.9~105)*10-2

聚丁二烯玻璃鋼

3.5~4.0

(4.5~5.5)*10-3

307聚酯玻璃鋼

4.0~4.8

(0.9~1.5)*10-3

6101環(huán)氧玻璃鋼

4.7~5.2

(1.7~2.5)*10-2


三、熱性能

      玻璃鋼有良好的熱性能,它的比熱大,是金屬的2~3倍,導(dǎo)熱系數(shù)比較低,只是金屬材料的1/100~1/1000。

      此外,某些品種玻璃鋼的耐瞬時(shí)高溫性能也十分突出,如酚醛型高硅氧布玻璃鋼,在遇極高溫度時(shí),產(chǎn)生碳化層,可有效地保護(hù)火箭、導(dǎo)彈及宇宙飛船在穿過(guò)大氣層時(shí)需要承受的5000~10000K 高溫及高速氣流的作用。

表2-8列出了幾種材料的熱性能

材料

比熱
   〔KJ(Kg·K)〕

導(dǎo)熱系數(shù)〔W/(m.K)〕

線膨脹系數(shù)
   α10-5/℃

聚酯澆鑄體

0.17

0.17

6~13

0.46

75.6

1.2

0.92

222

2.4

木材

1.38

0.09~0.19

0.08~0.16

玻璃鋼

1.26

0.40

0.7~6

 

由表2-8可以看出,玻璃鋼具有良好的熱絕緣性能,這是金屬材料無(wú)法比擬的。


四、耐老化性能

      任何材料都存在老化問(wèn)題,玻璃鋼也不例外,只是速度和程度不同而已。玻璃鋼在大氣曝曬、濕熱、水浸泡及腐蝕介質(zhì)等作用下,性能有所下降,在長(zhǎng)期使用過(guò)程中會(huì)使光澤減退、顏色變化、樹(shù)脂脫落、纖維裸露、分層等現(xiàn)象。但隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步,人們可以采取必要的防老化措施,改善使用性能,提高產(chǎn)品的使用壽命。例如玻璃鋼放在哈爾濱地區(qū)進(jìn)行自然老化試驗(yàn),板材拉伸強(qiáng)度下降最少,小于20%;彎曲強(qiáng)度次之,一般不超過(guò)30% ;壓縮強(qiáng)度下降最多,波動(dòng)也最大,一般為25%~30% 。見(jiàn)下表所示。

 

力學(xué)性能

玻璃鋼種類

原始強(qiáng)度(MPa )

10年后強(qiáng)度

10年后強(qiáng)度

力學(xué)性能

玻璃鋼種類

原始強(qiáng)度(MPa )

保留強(qiáng)度(MPa)

強(qiáng)度下降率(%)

拉伸強(qiáng)度

環(huán)氧

290.77

244.22

16


聚酯

293.21

228.73

22

彎曲強(qiáng)度

環(huán)氧

330.06

260.68

21


聚酯

292.04

224.91

23

壓縮強(qiáng)度

環(huán)氧

216.58

160.23

26


聚酯

199.43

139.65

30

彎曲模量

環(huán)氧

1.73*104

1.11*104

36


聚酯

1.59*104

1.02*104

36

 

此外,室外風(fēng)、雨及陽(yáng)光曝曬,會(huì)使玻璃鋼表層樹(shù)脂脫落,應(yīng)注意定期維護(hù)。


五、長(zhǎng)期耐溫性及耐燃性
      玻璃鋼的耐溫性及耐燃性取決于所用的樹(shù)脂,長(zhǎng)期的使用溫度不能超過(guò)樹(shù)脂的熱變形溫度。

      通用的環(huán)氧及聚酯玻璃鋼,都是易燃的,對(duì)于有防火要求的結(jié)構(gòu)物,要用阻燃樹(shù)脂或加阻燃劑,因此在使用玻璃鋼時(shí),應(yīng)充分注意。

      一般玻璃鋼不能在高溫下長(zhǎng)期使用。如聚酯玻璃鋼在40℃~45℃以上,環(huán)氧玻璃鋼在60℃以上,強(qiáng)度開(kāi)始下降。

      近年來(lái)出現(xiàn)了一些耐高溫的玻璃鋼。如脂環(huán)族環(huán)氧玻璃鋼,聚酰亞胺玻璃鋼等,但長(zhǎng)期工作溫度也只能在200-300℃以內(nèi),遠(yuǎn)較金屬的長(zhǎng)期使用溫度為低。

      綜上所述五個(gè)方面的物理性能,可見(jiàn)玻璃鋼和金屬、陶瓷等材料不同,因此在使用上要發(fā)揮其長(zhǎng)處,注意合理使用。 

      例如,玻璃鋼低溫性能好,強(qiáng)度不下降,因此北方冬季雖然室外氣溫降到-45℃~50℃ ,可玻璃鋼并不發(fā)脆。一般冷卻塔、防雨棚等室外構(gòu)筑物玻璃鋼外殼,在北方冬季里使用仍很安全。相反,玻璃鋼在高溫環(huán)境下要用專門的樹(shù)脂和配方,例如在100℃長(zhǎng)期使用,就要采用耐高溫配方,用專門的工藝條件成型。

 

 


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