2007 koulujen Wikipedian valinta. Liittyviä aiheita: Suunnittelu
Nippu lasikuitua
Lasi-tai lasikuitu on materiaali valmistettu erittäin hieno kuidut lasia. Sitä käytetään lujiteaineena monet polymeeri tuotteita; tuloksena komposiitti materiaali, oikein kutsutaan kuitu-vahvistettu polymeeri (FRP) tai lasi lujitemuovi (GRP), on nimeltään ”lasikuitu” suosittu käyttö.,
Glassmakers kautta historian ovat kokeilleet lasikuidut, mutta massan valmistus lasikuitu oli vain mahdollista kynnyksellä hienompi kone-työkalut. Vuonna 1893, Edward Drummond Libbey esillä mekko on Maailman Kolumbian Exposition, joissa lasi kuidut, joiden halkaisija ja tekstuuria silkkiä kuituja. Mikä on yleisesti tunnettu ”lasikuitu” tänään kuitenkin, keksittiin vuonna 1938 Russell Pelit Slayter Owens-Corning materiaalina voidaan käyttää eristeenä. Sitä markkinoidaan kauppanimellä Fiberglas (sic), josta on tullut yleistynyt tavaramerkki.,
Muodostumisen
Lasi kuitu muodostuu, kun ohut osa-silica-pohjainen tai muita muotoilu lasi on pursotetaan monet kuitujen pienet halkaisijat soveltuvat tekstiili käsittelyn. Lasi poikkeaa muista polymeereistä siinä, että jopa kuiduna sillä on vain vähän kiderakennetta (KS.amorfinen kiinteä aine). Ominaisuudet rakenne lasi sen pehmennetty vaiheessa ovat hyvin paljon sen ominaisuuksia, kun kehrätään kuiduksi., Yksi määritelmä lasi on ”epäorgaaninen aine ehto, joka on jatkuva kanssa, ja analoginen nestemäistä ainetta, mutta joka, seurauksena palautuva muutos viskositeetti jäähdytyksen aikana, on saavuttanut niin korkean asteen viskositeetti voidaan käytännössä jäykkä.”
tekniikka lämmitys-ja piirustus lasi ohuiksi kuituja on tunnettu olemassa tuhansia vuosia; kuitenkin, käsite käyttäen nämä kuidut tekstiilikäyttöön on uudempi. Lasikuitujen ensimmäinen kaupallinen tuotanto oli vuonna 1936., Vuonna 1938, Owens-Illinois Glass Company ja Corning Glass Works liittyi muodostaa Owens-Corning Fiberglas Corporation. Tähän asti kaikki lasikuitu oli valmistettu katkottuna. Kun nämä kaksi yritystä liittyivät yhteen tuottamaan ja edistämään lasikuitua, ne ottivat käyttöön jatkuvatoimisia lasikuituja. Owens-Corning on edelleen markkinoiden suurin lasikuitutuottaja.
kemia
tekstiililaadun lasikuitujen pohjana on piidioksidi, SiO2. Puhtaassa muodossaan se on polymeeri, (SiO2)n. sillä ei ole todellista sulamispistettä, vaan se pehmenee jopa 2000°C: seen, jossa se alkaa hajota., 1713°C: ssa suurin osa molekyyleistä voi liikkua vapaasti. Jos lasi sitten jäähdytetään nopeasti, ne eivät pysty muodostamaan tilattua rakennetta. Polymeerin se muodostaa SiO4 ryhmiä, jotka ovat määritetty tetraedrin kanssa pii-atomin keskuksessa ja neljä happiatomia kulmissa. Nämä atomit muodostavat tällöin kulmiin sidotun verkoston jakamalla happiatomit.
lasiaisen ja kiteinen todetaan, piidioksidi (lasi ja kvartsi) on samanlainen energian tasoilla molekyyli perusteella myös ymmärtää, että lasimainen muodossa on erittäin vakaa., Kiteytymisen indusoimiseksi sitä on kuumennettava pitkiä aikoja yli 1200°C: n lämpötilaan.
Vaikka puhdasta silica on täysin toteuttamiskelpoinen lasi ja lasikuitu, se on toiminut kanssa hyvin korkeissa lämpötiloissa, joka on haitta, ellei sen erityisiä kemiallisia ominaisuuksia tarvitaan. Se on tavallista esitellä epäpuhtauksia lasiin muodossa muita materiaaleja alentaa sen käyttölämpötila., Nämä materiaalit antavat lasille myös erilaisia muita ominaisuuksia, jotka voivat olla hyödyllisiä eri sovelluksissa. Ensimmäinen kuituun käytetty lasityyppi oli soodakalkkilasi tai lasi. Se ei ollut kovin vastustuskykyinen emäkselle. Uusi tyyppi, E-lasi oli muodostunut, että on alkali-vapaa (< 2%) ja on alumino-borosilikaattilasista . Tämä oli ensimmäinen lasimuoto, jota käytettiin jatkuvaan hehkulangan muodostumiseen. E-glass muodostaa yhä suurimman osan maailman lasikuitutuotannosta. Sen tietyt osatekijät voivat vaihdella hieman prosentteina, mutta niiden on kuuluttava tiettyyn vaihteluväliin., E-kirjainta käytetään, koska se oli alun perin tarkoitettu sähkösovelluksiin. S-lasi on erittäin lujat muotoilu käytettäväksi, kun vetolujuus on tärkein ominaisuus. C-glass kehitettiin vastustamaan hyökkäyksiä kemikaaleista, lähinnä e-lasia tuhoavista hapoista. T-glass on pohjoisamerikkalainen muunnos C-Glassista. A-lasi on alan termi lasikuiduksi valmistetulle lasille, usein pulloille. AR-lasi on alkalinkestävää lasia. Useimpien lasikuitujen liukoisuus veteen on rajallinen, mutta se on hyvin riippuvainen pH: sta. kloridi-ioni myös hyökkää ja liuottaa e-lasipintoja., Alan tuore trendi on lasikuitujen booripitoisuuden vähentäminen tai poistaminen.
Koska E-lasi ei oikeastaan sula, vaan pehmentää, pehmenemispiste on määritelty, ”lämpötila, jossa 0.55 – 0.77 mm halkaisija kuitu 9.25 tuumaa pitkä, elongates oman painonsa alle 1 mm/min, kun keskeytetty pystysuunnassa ja lämmitetty nopeudella 5°C / minuutti”. Kanta-piste saavutetaan, kun Lasin viskositeetti on 1014,5 ryhdikäs., Hehkutus-kohta, joka on lämpötila, jossa sisäiset jännitykset vähenevät hyväksyttävälle kaupallinen raja on 15 minuuttia, on merkitty viskositeetti 1013 ryhti.
ominaisuudet
lasikuidut ovat hyödyllisiä, koska niiden pinta-alan suhde painoon on suuri. Lisääntynyt pinta tekee niistä kuitenkin paljon alttiimpia kemialliselle hyökkäykselle.
pitämällä ilma sisällä niitä, lohkot, lasikuitua tehdä hyvä lämmöneriste, jonka lämmönjohtavuus 0,04 W/mK.,
Lasin vahvuudet testataan ja raportoidaan yleensä juuri valmistetuista ”neitseellisistä” kuiduista. Tuoreimmat, ohuin kuidut ovat vahvimpia ja tämän on ajateltu johtuvan siitä, että se on helpompaa, ohuempi kuituja mutka. Mitä enemmän pintaa naarmuuntuu, sitä vähemmän syntyy sitkeyttä. Koska lasissa on amorfinen rakenne, sen ominaisuudet ovat samat kuidun varrella ja kuidun poikki. Kosteus on tärkeä tekijä vetolujuus. Kosteus adsorboituu helposti ja voi pahentaa mikroskooppisia halkeamia ja pintavirheitä sekä vähentää sitkeyttä.,
toisin kuin hiilikuitu, lasi voi suorittaa enemmän venymä ennen murtumista.
sulan lasin viskositeetti on erittäin tärkeä valmistusmenestyksen kannalta. Piirustuksen aikana (vetämällä lasin vähentää kuidun ympärysmitta) viskositeetin tulisi olla suhteellisen alhainen. Jos se on liian korkea kuitu murtuu aikana piirustus, kuitenkin, jos se on liian matala lasi muodostaa pisaroita pikemminkin kuin piirustus ulos kuidusta.
valmistusprosessit
On olemassa kaksi päätyyppiä lasikuidun valmistus ja kaksi päätyyppiä lasikuitu tuote., Ensin kuitu valmistetaan joko suorasta sulamisprosessista tai marmorista remelttiprosessista. Molemmat aloittavat raaka-aineista kiinteässä muodossa. Materiaalit sekoitetaan yhteen ja sulatetaan uunissa. Sitten marmori prosessi, sula materiaali on keritty ja rullattu marmorikuulat, jotka jäähdytetään ja pakataan. Marmorikuulat viedään kuitujen valmistuslaitokseen,jossa ne työnnetään tölkkiin ja uusitaan. Sula lasi pursotetaan holkkiin, joka muodostuu kuiduksi. Suorassa sulamisprosessissa uunin sula lasi menee suoraan holkkiin muodostusta varten.,
holkkilevy on koneen tärkein osa. Tämä on pieni metalli uunin, joka sisältää suuttimet kuitu on muodostettu. Se on lähes aina valmistettu platinaa seostettu rodium kestävyyttä. Platinaa käytetään, koska lasisulatuksella on luonnollinen affiniteetti sen kostuttamiseen. Kun holkit käytettiin ensimmäistä kertaa he olivat 100% platinum ja lasi kostutettu holkki niin helposti se juoksi alle levy lopettamisen jälkeen suutin ja kertynyt alapuolella. Myös kustannusten ja kulutustaipumuksen vuoksi platinaa seostettiin rodiumilla., Suorassa sulamisprosessissa holkki toimii sulan lasin kerääjänä. Se kuumennetaan hieman, jotta lasi pysyy oikeassa lämpötilassa kuitumuodostusta varten. Marmorin sulamisprosessissa holkki toimii enemmän uunin tavoin, koska se sulattaa enemmän materiaalia.
holkit tekevät kuitulasin tuotantoon tehdyistä pääomainvestoinneista kalliita. Myös suuttimen muotoilu on kriittinen. Suuttimien määrä vaihtelee 200: sta 4 000: een kerrannaisena 200: sta. Suuttimen tärkeä osa jatkuvassa hehkulangan valmistuksessa on sen seinien paksuus poistumisalueella., Havaittiin, että vastavärin asettaminen tähän vähensi kostumista. Nykyään suuttimet on suunniteltu niin, että niiden ulostulossa on vähintään paksuus. Syynä tähän on se, että lasin virratessa suuttimen läpi se muodostaa pisaran, joka ripustetaan päästä. Koska se putoaa, se lähtee lanka kiinnitetty nivelkierukka suutin, kunhan viskositeetti on oikea alue kuitujen muodostumista. Pienempi rengasmainen rengas suutin tai ohuempi seinä liittymästä, sitä nopeammin pudottaa muodostavat ja putoavat pois, ja alempi sen taipumus märkä pystysuora osa suutin., Lasin pintajännitys vaikuttaa nivelkierukan muodostumiseen. E-lasi sen pitäisi olla noin 400 mN / m.
vaimennus (piirustus) nopeus on tärkeä suuttimen muotoilu. Vaikka tämän nopeuden hidastaminen voi tehdä karkeampaa kuitua, on kannattamatonta ajaa nopeuksilla, joihin suuttimia ei ole suunniteltu.
jatkuvassa hehkulankaprosessissa kuidun vetämisen jälkeen käytetään kokoa. Tämä koko auttaa suojaamaan kuitua, koska se on kierretty puola. Tietty koko liittyy loppukäyttöön., Vaikka jotkut koot ovat käsittely apuvälineitä, toiset tekevät kuidun affiniteetti tietyn hartsi, jos kuitua on tarkoitus käyttää komposiitti. Kokoa lisätään yleensä 0,5-2,0 painoprosenttia. Käämitys tapahtuu sitten noin 1000 m / min.
katkokuidun tuotannossa on useita tapoja valmistaa kuitua. Lasi voidaan puhaltaa tai räjäyttää kuumuudella tai höyryllä sen jälkeen, kun se on poistunut muodostelmakoneesta. Yleensä näistä kuiduista tehdään jonkinlainen matto. Yleisin käytetty prosessi on pyörivä prosessi., Tässä lasi siirtyy pyörivään kehrääjään, ja keskipakoisvoiman vuoksi se heitetään pois vaakasuoraan. Ilmasuihkut työntävät sitä alas pystysuoraan ja sideainetta levitetään. Sitten matto imuroidaan valkokankaalle ja sideaine kovettuu uunissa.
Lopulta käyttää säännöllisesti lasikuitu matot, eristys, vahvistaminen, kuumankestävät kankaat, korroosio-kestävät kankaat ja korkea lujuus kankaita.