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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,而機械強度卻很高,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、彎曲和壓縮強復均達到400MPa 以上。按比強度計算,玻璃鋼不僅大大超過(guò)普通碳鋼,而且可達到和超過(guò)某些特殊合金鋼的水平?!?/span>

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

      表2-6

      材料名

       密度

       拉伸強度( MPa )

       比強度

      高級合金鋼

      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

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


      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,在用相同樹(shù)脂的情況下,至少能提高一個(gè)等級。玻璃鋼占絕緣材料用量的1/3~1/2,。在一些大型電機中,如12.5萬(wàn)KW電機,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(xiàn)罩.

       

      下表幾種玻璃鋼的介電性能:

      玻璃鋼種類(lèi)

      介電常數

      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,導熱系數比較低,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,可有效地保護火箭、導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)〕

      導熱系數〔W/(m.K)〕

      線(xiàn)膨脹系數
         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(cháng)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、分層等現象。但隨著(zhù)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進(jìn)行自然老化試驗,板材拉伸強度下降最少,小于20%;彎曲強度次之,一般不超過(guò)30% ;壓縮強度下降最多,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(lèi)

      原始強度(MPa )

      10年后強度

      10年后強度

      力學(xué)性能

      玻璃鋼種類(lèi)

      原始強度(MPa )

      保留強度(MPa)

      強度下降率(%)

      拉伸強度

      環(huán)氧

      290.77

      244.22

      16


      聚酯

      293.21

      228.73

      22

      彎曲強度

      環(huán)氧

      330.06

      260.68

      21


      聚酯

      292.04

      224.91

      23

      壓縮強度

      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,應注意定期維護。


      五、長(cháng)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(cháng)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,對于有防火要求的結構物,要用阻燃樹(shù)脂或加阻燃劑,因此在使用玻璃鋼時(shí),應充分注意。

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

            近年來(lái)出現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(cháng)期工作溫度也只能在200-300℃以?xún)?,遠較金屬的長(cháng)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(cháng)處,注意合理使用。 

            例如,玻璃鋼低溫性能好,強度不下降,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(zhuān)門(mén)的樹(shù)脂和配方,例如在100℃長(cháng)期使用,就要采用耐高溫配方,用專(zhuān)門(mén)的工藝條件成型。

       

       


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