الألياف الزجاجيةهي واحدة من ألياف التسليح الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في مجال المواد المركبة. ويمكن أن يعتمد تصنيفها على ثلاثة أبعاد أساسية: تكوين المواد الخام، وخصائص الأداء، ومواصفات السحب. تتوافق الفئات المختلفة مع اتجاهات التطبيق المختلفة. فيما يلي تصنيف مفصل ومنطق تكييف التطبيق.
I. التصنيف حسب تكوين المواد الخام
المواد الخام للألياف الزجاجية هي بشكل رئيسي رمل الكوارتز ورماد الصودا والحجر الجيري. ومن خلال تعديل الصيغة، يمكن تشكيل أنظمة زجاجية ذات تركيبات كيميائية مختلفة. الفئات الشائعة هي كما يلي:
1. القلويات-خاليةالألياف الزجاجية(E-الألياف الزجاجية): محتوى أكسيد الفلز القلوي<2%, and the main components are SiO2, Al2O3, CaO, and B2O3. It contains no obvious alkali metal components. It has excellent insulation properties, balanced mechanical strength, good corrosion resistance (except for strong acids and alkalis), and high cost-effectiveness. It is mainly used as the core reinforcement in general-purpose composite materials, such as wind turbine blades, electronic and electrical insulation boards, automotive body parts, pipelines, and storage tanks.
2. تحتوي الألياف الزجاجية القلوية المتوسطة - (الألياف الزجاجية C-) على محتوى أكسيد فلز قلوي بنسبة 8%~12% ومحتوى منخفض من B2O3، مما يؤدي إلى تكلفة أقل من الألياف الزجاجية الخالية من القلويات-. إن مقاومتها للتآكل الكيميائي (خاصة مقاومة الأحماض) تتفوق على الألياف الزجاجية الخالية من القلويات-، ولكن عزلها وقوتها الميكانيكية أقل قليلاً. إنها مناسبة بشكل أساسي لتطبيقات الحماية من التآكل ذات متطلبات العزل المنخفضة، مثل بطانات الأنابيب المقاومة للتآكل الكيميائي، وتعزيز مواد العزل المائي الإسفلتية، ومنتجات الألياف الزجاجية العادية.
3. High-alkali fiberglass has an alkali metal oxide content >12%، معظمها مصنوع من الزجاج المعاد تدويره، مما يؤدي إلى تكلفة منخفضة للغاية. خواصه الميكانيكية ومقاومته للعوامل الجوية ضعيفة، وعزله ضعيف. يتم استخدامه بشكل رئيسي في-مجالات التعزيز غير الهيكلية، مثل المنتجات النهائية المنخفضة-مثل القطن العازل للحرارة، واللباد العازل للصوت، ومواد الترشيح.
4. الألياف الزجاجية- عالية القوة (S-ألياف زجاجية/HS-ألياف زجاجية) تحتوي على محتوى فلز قلوي منخفض للغاية. إن قوة الشد ومعامل المرونة أعلى بكثير من الألياف الزجاجية E-، كما أنها تتمتع بمقاومة جيدة لدرجات الحرارة العالية-. يتم استخدامه بشكل أساسي في المواد المركبة عالية الأداء-، مثل المكونات الهيكلية الثانوية للطيران، والمعدات الرياضية-المتطورة (نوادي الجولف، وصواري المراكب الشراعية)، ومعدات الحماية العسكرية.
5. ألياف زجاجية ذات معامل عالي - (ألياف زجاجية M-) تحتوي على MgO ومكونات أخرى، مع معامل مرن يبلغ 95-110 جيجا باسكال. إنه يتمتع بمقاومة قوية للتشوه، ولكن قوته أقل قليلاً من قوة الألياف الزجاجية S-. يتم استخدامه بشكل رئيسي في إنتاج المكونات الهيكلية التي تتطلب صلابة عالية، مثل أقواس الأقمار الصناعية، وأغطية الأجهزة الدقيقة، وأعمدة قيادة السيارات المتطورة.
6. تشتمل الألياف الزجاجية المقاومة للقلويات- (الألياف الزجاجية AR-) على مكونات مقاومة للقلويات- مثل ZrO2، مع محتوى فلز قلوي يمكن التحكم فيه. ويحافظ على خصائص ميكانيكية مستقرة في البيئات القلوية مثل الأسمنت والجبس، وله مقاومة متميزة للتآكل القلوي. يتم استخدامه بشكل أساسي في إنتاج مكونات الأسمنت المقوى بالألياف (GRC)، والتسليح المقاوم للتشققات الخرسانية -، وشبكة عزل الجدران في مجال البناء.
ثانيا. التصنيف حسب خصائص الأداء هذا التصنيف يكمل تصنيف المواد الخام، مع التركيز على "الخصائص الوظيفية" للألياف الزجاجية.
1. مقاومة للحرارة-.الألياف الزجاجية has a softening point >900 درجة، ويمكن لبعض الأصناف أن تتحمل درجات حرارة قصيرة المدى-تزيد عن 1000 درجة. إنه يتمتع بثبات حراري جيد ويستخدم بشكل رئيسي في الدروع الحرارية للمحرك الهوائي-، وطبقات عزل الأفران الصناعية، والمواد المركبة المقاومة للحريق.
2. الألياف الزجاجية العازلة لديها مقاومة حجم > 10¹⁴ Ω·cm، فقدان عازل منخفض، ومقاومة جيدة للقوس. يتم استخدامه بشكل رئيسي في إنتاج ركائز لوحات الدوائر المطبوعة (PCB)، والبطانات العازلة الكهربائية ذات الجهد العالي -، وقباب الرادار، وما إلى ذلك.
3. الألياف الزجاجية المقاومة للتآكل- مقاومة للأحماض والقلويات والمذيبات العضوية، مما يؤدي إلى الحد الأدنى من تدهور الأداء في ظل البيئات الكيميائية القاسية. يتم استخدامه بشكل رئيسي في صهاريج تخزين المواد الكيميائية، والمكونات المقاومة للتآكل البحري-، ومعدات معالجة مياه الصرف الصحي.
ثالثا. التصنيف حسب حجم السحب يشير حجم السحب إلى عدد الخيوط الأحادية في حزمة ألياف واحدة، مما يؤثر بشكل مباشر على كفاءة التشكيل وأداء المنتج للمواد المركبة.
1. الخيوط الدقيقة (السحب الصغيرة): عدد الخيوط الأحادية في كل حزمة أقل من 2000، مع قيمة تكس منخفضة. إنها تتميز بقابلية جيدة للبلل ودقة صب عالية، ويمكن نسجها في الأقمشة الدقيقة. يتم استخدامه بشكل أساسي في إنتاج -مكونات الطيران عالية الدقة، والصفائح النحاسية الإلكترونية-المرتبة-المكسوة، والمعدات الرياضية عالية الجودة، وأجزاء الأجهزة الدقيقة.
2. الخيوط المتوسطة: عدد الخيوط الأحادية لكل حزمة هو 2000 ~ 4800. فهو يوازن بين كفاءة القولبة وتجانس المنتج، مما يوفر -فعالية عالية من حيث التكلفة. 3. **الشريط (السحب الكبير):** يستخدم بشكل أساسي في إنتاج المكونات الهيكلية المتوسطة الحجم- مثل أغلفة شفرات توربينات الرياح وأجزاء أجسام السيارات وأسطح السفن.
4. **المتجول (السحب الكبير):** مع أكثر من 4800 خيط لكل حزمة وقيمة تكس عالية، يوفر المتجول كفاءة إنتاج عالية وتكلفة منخفضة للوحدة، مما يجعله مناسبًا لعمليات الإنتاج الضخم. يتم استخدامه بشكل رئيسي في إنتاج المكونات الهيكلية الكبيرة مثل المقاطع الجانبية المسحوقة (على سبيل المثال، أنابيب FRP، ودعامات القطاعات)، ومنتجات الرش -المقولبة (على سبيل المثال، صهاريج التخزين، وهياكل السفن)، ومنتجات الجروح (على سبيل المثال، -أسطوانات الغاز ذات الضغط العالي).
5. **الشريط المقطع:** يتم تقطيع الألياف الزجاجية المستمرة إلى ألياف قصيرة يتراوح سمكها بين 3-50 ملم. يمكن تقسيمها إلى خيوط مقطعة (للمواد المركبة) وألياف أرضية (للحشو). يتم تشتيته بسهولة ويمكن مزجه مع الراتنجات والبلاستيك ومواد أخرى للقولبة. وهي تستخدم أساسا في إنتاجالألياف الزجاجيةالأجزاء المصبوبة بالحقن من البلاستيك المقوى (FRP)، ومركبات التشكيل BMC/DMC، وملاط البناء المقوى. باختصار، يمكن تصنيف الألياف الزجاجية بشكل واضح بناءً على ثلاثة أبعاد أساسية: تكوين المواد الخام، وخصائص الأداء، ومواصفات السحب. لا يساعد نظام التصنيف الواضح هذا الشركات النهائية على مطابقة المواد المناسبة بدقة لسيناريوهات مختلفة مثل طاقة الرياح والطيران والبناء والإلكترونيات فحسب، بل يوفر أيضًا التوجيه لشركات المراحل الأولية في تحسين الصيغة والتعديل الوظيفي وغير ذلك من الأبحاث والتطوير التكنولوجي. مع استمرار توسع مجالات التطبيق، سيصبح تصنيف الألياف الزجاجية أكثر دقة في المستقبل، مما يزيد من تعزيز تكيف الصناعة مع الاحتياجات المتنوعة والمخصصة عبر مختلف المجالات ومساعدة صناعة المواد المركبة على تحقيق التوازن الأمثل بين الأداء والتكلفة.