基本介紹
- 中文名：熱固性玻璃鋼
- 特點：變形具有不可逆性
- 領域：玻璃鋼工藝學
簡介,原理,優缺點,優點,缺點,
簡介
玻璃鋼學名纖維增強塑膠，俗稱FRP（Fiber Reinforced Plastics），即纖維增強複合塑膠。根據採用的纖維不同分為玻璃纖維增強複合塑膠（GFRP），碳纖維增強複合塑膠（CFRP），硼纖維增強複合塑膠等。它是以玻璃纖維及其製品（玻璃布、帶、氈、紗等）作為增強材料，以合成樹脂作基體材料的一種複合材料。纖維增強複合材料是由增強纖維和基體組成。纖維（或晶須）的直徑很小，一般在10μm以下，缺陷較少又較小，斷裂應變約為千分之三十以內，是脆性材料，易損傷、斷裂和受到腐蝕。基體相對於纖維來說，強度、模量都要低很多，但可以經受住大的應變，往往具有粘彈性和彈塑性，是韌性材料。
原理
複合材料的概念是指一種材料不能滿足使用要求，需要由兩種或兩種以上的材料複合在一起，組成另一種能滿足人們要求的材料，即複合材料。例如，單一種玻璃纖維，雖然強度很高，但纖維間是鬆散的，只能承受拉力，不能承受彎曲、剪下和壓應力，還不易做成固定的幾何形狀，是鬆軟體。如果用合成樹脂把它們粘合在一起，可以做成各種具有固定形狀的堅硬製品，既能承受拉應力，又可承受彎曲、壓縮和剪下應力。這就組成了玻璃纖維增強的塑膠基複合材料。由於其強度相當於鋼材，又含有玻璃組分，也具有玻璃那樣的色澤、形體、耐腐蝕、電絕緣、隔熱等性能，象玻璃那樣，歷史上形成了這個通俗易懂的名稱“玻璃鋼”，這個名詞是由原國家建築材料工業部部長賴際發同志於1958 年提出的，由建材系統擴至全國。玻璃鋼的含義就是指玻璃纖維作增強材料、合成樹脂作粘結劑的增強塑膠，國外稱玻璃纖維增強塑膠。隨著我國玻璃鋼事業的發展，作為塑膠基的增強材料，已由玻璃纖維擴大到碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、氧化鋁纖維和碳化矽纖維等，無疑地，這些新型纖維製成的增強塑膠，是一些高性能的纖維增強複合材料，再用玻璃鋼這個俗稱就無法概括了。考慮到歷史的由來和發展，通常採用玻璃鋼複合材料，這樣一個名稱就較全面了。
優缺點
優點
輕質高強
相對密度在1.5~2.0之間，只有碳鋼的1/4~1/5，可是拉伸強度卻接近，甚至超過碳素鋼，而比強度可以與高級合金鋼相比。因此，在航空、火箭、宇宙飛行器、高壓容器以及在其他需要減輕自重的製品套用中，都具有卓越成效。某些環氧FRP的拉伸、彎曲和壓縮強度均能達到400Mpa以上。
耐腐蝕
FRP是良好的耐腐材料，對大氣、水和一般濃度的酸、鹼、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。已套用到化工防腐的各個方面，正在取代碳鋼、不鏽鋼、木材、有色金屬等。
電性能好
是優良的絕緣材料，用來製造絕緣體。高頻下仍能保護良好介電性。微波透過性良好，已廣泛用於雷達天線罩。
熱性能良好
FRP熱導率低，室溫下為1.25~1.67kJ/（m·h·K），只有金屬的1/100~1/1000，是優良的絕熱材料。在瞬時超高溫情況下，是理想的熱防護和耐燒蝕材料，能保護宇宙飛行器在2000℃以上承受高速氣流的沖刷。
可設計性好
（1）可以根據需要，靈活地設計出各種結構產品，來滿足使用要求，可以使產品有很好的整體性。
（2）可以充分選擇材料來滿足產品的性能，如：可以設計出耐腐的，耐瞬時高溫的、產品某方向上有特別高強度的、介電性好的，等等。
工藝性優良
（1）可以根據產品的形狀、技術要求、用途及數量來靈活地選擇成型工藝。
（2）工藝簡單，可以一次成型，經濟效果突出，尤其對形狀複雜、不易成型的數量少的產品，更突出它的工藝優越性。
缺點
彈性模量低
FRP的彈性模量比木材大兩倍，但比鋼（E=2.1×10）小10倍，因此在產品結構中常感到剛性不足，容易變形。
長期耐溫性差
一般FRP不能在高溫下長期使用，通用聚酯FRP在50℃以上強度就明顯下降，一般只在100℃以下使用；通用型環氧FRP在60℃以上，強度有明顯下降。但可以選擇耐高溫樹脂，使長期工作溫度在200~300℃是可能的。
老化現象
老化現象是塑膠的共同缺陷，FRP也不例外，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。
剪下強度低
