در زمینه وسیع علم مواد، پارچه فیبر شیشه ای با خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد، به ویژه استحکام مکانیکی، نقشی ضروری در بسیاری از صنایع ایفا می کند. به عنوان یک ماده تقویت کننده بافته شده از الیاف شیشه ای پیوسته، پارچه الیاف شیشه نه تنها مزایای بسیاری از الیاف شیشه را به ارث می برد، بلکه پایداری ساختاری و خواص مکانیکی آن را از طریق فناوری بافت بهبود می بخشد و به یکی از مواد ترجیحی در بسیاری از کاربردهای مهندسی تبدیل می شود.
عملکرد هسته مقاومت مکانیکی
مقاومت مکانیکی یک شاخص مهم برای اندازه گیری توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر آسیب نیروی خارجی است. برای پارچه فیبر شیشه ای، استحکام مکانیکی آن عمدتاً در جنبه های زیر منعکس می شود:
استحکام کششی: پارچه الیاف شیشه استحکام کششی بسیار بالایی دارد، به این معنی که می تواند نیروهای کششی زیادی را بدون شکستگی تحمل کند. این ویژگی باعث می شود پارچه فیبر شیشه ای در شرایطی که نیاز به مقاومت در برابر تنش یا کشش دارد، مانند تقویت سازه ساختمان، کابل های پل و غیره، عملکرد خوبی داشته باشد.
استحکام خمشی: علاوه بر استحکام کششی، پارچه الیاف شیشه دارای خواص خمشی نیز می باشد. هنگامی که تحت بارهای خمشی قرار می گیرد، می تواند به طور موثر تنش را پراکنده کند و از آسیب ناشی از تمرکز تنش موضعی جلوگیری کند. این ویژگی پارچه فیبر شیشه ای را قادر می سازد تا یکپارچگی و پایداری ساختاری بالا را هنگام ساخت قطعات ساختاری پیچیده حفظ کند.
استحکام برشی: نیروی برشی نیروی مخربی است که وقتی ماده ای تحت نیرویی موازی با سطح باربر نیرو قرار می گیرد، ایجاد می شود. پارچه الیاف شیشه از طریق درهم تنیدگی و اتصال بین الیاف مقاومت برشی قوی ایجاد می کند که می تواند به طور موثر در برابر آسیب برشی مقاومت کند. این به پارچه الیاف شیشه اجازه می دهد تا در موقعیت هایی که بارهای برشی اعمال می شود، مانند ورقه های کامپوزیت، تقویت کننده های لوله و غیره، عملکرد خود را نشان دهد.
چقرمگی ضربه: اگرچه پارچه فیبر شیشه ای یک ماده شکننده است، اما چقرمگی ضربه آن را می توان به طور قابل توجهی از طریق درمان ویژه و بهینه سازی فرآیند بافندگی بهبود بخشید. هنگامی که تحت بارهای ضربه ای قرار می گیرند، پارچه فیبر شیشه ای می تواند انرژی ضربه را جذب و پراکنده کند و آسیب به سازه را کاهش دهد. این خاصیت باعث می شود که پارچه الیاف شیشه ارزش کاربردی مهمی در شرایطی داشته باشد که در آن بارهای ضربه ای باید مقاومت کرد، مانند آزمایش های برخورد خودرو و طرح های ضد حمله پرنده برای وسایل نقلیه هوافضا.
راه های بهبود مقاومت مکانیکی
به منظور بهبود بیشتر مقاومت مکانیکی پارچه فیبر شیشه ای ، تولید کنندگان رویکردهای مختلفی را برای بهبود و بهینه سازی در پیش گرفته اند:
قطر و طول الیاف: کاهش قطر الیاف و افزایش طول الیاف می تواند استحکام و چقرمگی پارچه الیاف شیشه را بهبود بخشد. الیاف نازک و بلند می توانند استرس را بهتر منتقل و پراکنده کنند و احتمال شکستگی را کاهش دهند.
فرآیند بافت: استفاده از فرآیندهای بافت پیشرفته مانند بافت ساده، پارچه جناغی، بافت ساتن و غیره و همچنین افزایش تراکم بافت، می تواند به طور قابل توجهی پایداری ساختاری و استحکام مکانیکی پارچه الیاف شیشه را بهبود بخشد. روش های مختلف بافت برای سناریوها و نیازهای کاربردی مختلف مناسب است.
عملیات سطحی: عملیات سطحی پارچه الیاف شیشه، مانند پوشش با رزین، آغشته به عامل تقویت کننده و غیره، می تواند نیروی پیوند بین فیبر و ماتریس را افزایش دهد و خواص مکانیکی مواد کامپوزیت کلی را بهبود بخشد.
ترکیب و لمینیت: ترکیب یا لمینیت پارچه فیبر شیشه با مواد دیگر (مانند فیبر کربن، آرامید و غیره) می تواند نوع جدیدی از مواد کامپوزیت را با استحکام مکانیکی بالاتر و عملکرد جامع تشکیل دهد.3
قبلی
