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复合材料是由结合两个或两个以上的材料有不同的属性。个人在复合材料很容易区分——他们不溶解或混合在一起。一起工作作为一个复合材料提供独特的属性,通常优于个人材料隔离。

例如,碳材料,如玻璃或有高强度和抗压强度,但在固体形态有很多随机表面缺陷会导致材料裂纹和失败。抗拉强度是指材料的最大应力受到拉伸载荷时将承担。抗压强度是指材料的最大应力将承担当受到一个负载,推动它在一起。通过在纤维生产的物质形式,缺点是在任何一个点减少到一个更小的数字。虽然这些纤维是极强的,他们仍然容易受到伤害。抵消,组合包括一个第二材料有着独特的属性,克服这些缺陷。这种互补的材料往往是相对较弱,但非常灵活的和艰难的。在一起,两种材料结合生产复合具有独特和优越的性能。

个人组成复合材料被称为成分。大多数复合材料有两个成分:强化和基质材料。

强化材料有三种形式:

• 颗粒:这些都是规模较小,与大致相等的尺寸在各个方向
• 不连续纤维:纤维强化材料成为当一维长相比。不连续纤维长度不同,通常是相对较短
• 连续纤维:这些休息时间很少,所以产生更高的性能特性。连续纤维在大多数使用高性能产品,如航空航天结构和体育用品。复合材料通常是最强的方向纤维。

最常见的基质材料是塑料。基质材料,或粘合剂,把钢筋连接在一起,也强化转移负载。塑料基体材料通常形式的树脂。

复合材料的使用可以追溯到数千年的泥砖用于构建早期的房屋。干泥可以强烈弯曲墙但很容易打破。一块草似乎强当你试图伸展它,但当你扭和弯。泥砖是一种复合使用稻草作为加固材料和泥浆作为矩阵的块材料。干的时候,泥砖成为强大和抵制撕裂和挤压,创建一个优秀的建筑材料。在现代建筑行业,钢筋混凝土是一种常见的复合材料。

使用复合材料的优点

复合材料可以产生特定的属性,设计和性能可以预测和控制,以满足特定的应用程序的要求。例如,在航空、复合部分被设计成能抵抗特定的压力,同时满足轻量级的需求。

复合材料提供优越的性能特点在大多数其他材料。除了性能可预测性,复合材料抵抗疲劳,所以可以持续更长的时间比其他材料。复合材料在两个关键领域提供强有力的好处:

• 优势:他们提供令人难以置信的抗拉和抗压强度,高影响力的力量。
• 尺寸稳定性:他们非常僵硬,有更少的物质运动。

尽管如此,复合材料与其他材料相比仍相对较轻。

玻璃纤维

玻璃纤维是一种复合材料制成的细玻璃纤维编织成布和塑料或树脂粘合在一起。被认为是第一个现代复合,自1950年代以来一直在使用。这也是最常见的复合材料,用于船的95%;汽车的身体和保险杠以及重型建筑和商用车辆;体育设备;和越来越多的桥梁跨度、栏杆和其它建筑组件。

玻璃纤维具有非常高的强度重量比。连续玻璃纤维提供高的抗拉强度,而树脂矩阵提供高压缩和冲击强度。材料也有较低的热膨胀系数,这意味着它演示了微不足道的收缩和扩张的极端温度,所以可以广泛用于冰箱或热水浴缸,门窗,纤维光学,例如。还耐用,并且能够抵抗水分和腐蚀,化学物质和环境因素,这使得它适合用在汽车、船只、地下储油罐和结构随着时间的推移暴露于环境和化学因素如桥梁。

玻璃纤维mainten-ance低,的一个重要因素决定用它来建设和建筑材料。

热效率

三个因素都很重要当检查windows的热效率(见图1)。这种材料使窗口的框架和腰带,warm-edge垫片的热效率酒吧、和玻璃本身的热效率。应用于玻璃纤维导电远低于铝和类似于木材和PVC。

• Ultrex = 0.30 W /可(瓦特/平方米/开尔文)
• PVC = 0.29 W /可
• 铝= 115 - 231 W /可

结合应用于玻璃纤维与低辐射玻璃和氩气产生一些最节能门窗,大多数产品和这种材料和玻璃组合将超过部分需求。这些产品可以减少一个房主的30 - 40%的能源成本与标准的双层玻璃窗。

可持续性

这个图表显示了三种不同的生命周期成本估计窗口类型:木材、PVC和玻璃纤维(见图2)。尽管木材windows可以持续一生如果维护得当,维护成本的增加了窗口的总体成本。

PVC窗户不需要维护,但可能会变色或褪色、粉化后30年,经常更换。虽然窗户玻璃纤维的初始成本通常较高,60年一段相当大的储蓄可以让他们更有弹性,需要很少的维护。

应用于玻璃纤维主要来自硅砂,这是一个无限的自然资源和一种惰性材料,不会造成环境恶化。

它需要很少的能源生产完成比PVC或铝玻璃纤维产品。

拉挤成型过程

拉挤成型的制造过程是生产连续长度的钢筋玻璃纤维形状(见图3)。它是一个持续的过程,所以可以高度自动化,一致性和效率和废弃物的产生并无多大意义。

拉挤成型也生产一致的横截面形状,这是重要的可预测的,一致的和可靠的性能,导致的优越的优势应用于玻璃纤维的特征。因为它的高强度重量比,应用于玻璃纤维可以产生一个薄壁剖面,同时满足最大结构性能要求。这允许成本效率,还能够处理复杂的设计。

拉挤成型是一个具有成本效益和大批量生产的过程。

拉挤成型过程的步骤如下:

• 纤维强化是通过树脂浴(因此得名“拉挤”),并彻底液体涂布或浸渍热固性树脂。
• 树脂涂敷纤维强化是通过加热来治疗这种树脂而死。模具内,设置在一个精确的热温度激活树脂的固化,改变它从液体到固体。这是最后一部分定义的尺寸和形状。
• 固体复合模具中出现,不断通过拉挤机。在这一点上,复合凝固冷却模具的具体形状。
• 最后一步是将应用于块所需的长度。有很多流程变量如拉速度、模具温度、纤维和树脂的质量,和纤维体积都能影响最终产品的质量。

使用应用于玻璃纤维产品的好处

玻璃纤维产品是热固性。这是由于拉挤成型过程中使用的热量会导致化学反应定义永久部分的形状和尺寸。冷却过程产生不能改革的一部分,这个过程是不可逆的。
在热塑过程中,热量是用来软化或熔化在成形过程中材料和形状是保留一部分冷却后低于软化点。

形状不是永久自加热软化材料,并允许它重塑。聚氯乙烯是一种热塑性材料。

应用于玻璃纤维明显强于PVC,和在某些特征比钢铁、磅磅。例如:

• 应用于玻璃纤维= 414 MPa抗拉强度。
• 钢= 228 MPa抗拉强度。
• PVC = 45 MPa抗拉强度。

应用于玻璃纤维也很僵硬,所以不太可能扭曲或变形。弯曲的力是创建运动所需材料。

• 马文建筑Ultrex windows = 20693 MPa弯曲。
• PVC = 2414 MPa弯曲。

应用于玻璃纤维具有极低的热膨胀率,因为高浓度的玻璃应用于玻璃纤维,它是平板玻璃的一样(见图4),这意味着它不会扩张和收缩在极端温度和减少了应力裂缝和密封失败的机会。应用于玻璃纤维提供了抗变形温度高达177°C。

变化在4.8阶梯从-34°C到21°C小于0.8毫米。一个等效的VC会改变约4毫米。