玻璃纤维增强复合材料的特点和主要应用

玻璃纤维可以增强复合结构材料指以玻璃纤维发展及其制品为增强学习材料和基体材料，通过我们一定的成型技术工艺研究复合而成的一种新型材料 。“玻璃纤维”又名“玻璃棉”、“玻纤”。是一种起增强社会作用的新材料，通常用作复合材料中的增强企业材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民市场经济管理各个不同领域。

材料介绍

玻璃纤维是从熔融玻璃中提取的一种长丝，可分为碱、无碱、中碱和特种玻璃纤维，如高硅、石英纤维等。玻璃纤维产品主要有玻璃纤维布、毛毡和特种立体布。玻璃纤维布根据经纬纱的编织方式不同，可分为，n 纹、斜纹、玻璃纤维布等。特种立体织物可分为正交拼接、立体正交织物、多轴径向针织物、二维多向针织物等，常用的基材有无机基体(磷酸盐)和有机基体(环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚乙烯树脂等) ，金属基体一般为铝合金。常用的玻璃纤维复合材料是指树脂基复合材料，可以通过手工糊化、卷绕、压制、注射、拉挤等工艺制成。玻璃纤维增强复合材料具有重量轻、耐腐蚀、绝缘性好等优点，可广泛应用于机械、化工、交通等领域。在军事领域，它可用于雷达天线罩、整流罩、导弹弹头和固体火箭发射扫描 L 烧蚀层、导弹发射器、火炮和山地作战车辆结构。

它是以叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石等，六种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多。

玻璃纤维复合材料的主要特点：

1.机械性能优良。玻璃纤维复合材料的拉伸强度低于钢，高于球墨铸铁和混凝土，而比强度大约是钢的3倍，球墨铸铁的10倍。

2.耐腐蚀性好。通过合理的原材料选型和科学的厚度设计，玻璃纤维复合材料在酸、碱、盐等有机溶剂环境中可长期使用

3.良好的保温性能。玻璃纤维复合材料具有导热系数低的特点，是优良的绝热材料，因此，在温差较小的情况下不需要做特殊的保温，就能达到很好的保温效果。

4.热膨胀系数小。由于玻璃纤维复合材料的热膨胀系数小，可在地表、地下、海底、高寒、沙漠等各种恶劣条件下正常使用。

5.优良的电绝缘性。可用来制造绝缘体。高频下仍能保持良好的介电性。微波透过性良好，适应使用于输电和多雷区。

应用前景

汽车行业是复合材料应用非常广泛的一个领域，特别是在欧洲，由于相关法规的要求，在2020年前汽车一定要满足相应的排放标准。而要减少排放，汽车轻量化是很重要的。轻量化是汽车工业的发展趋势，这一发展趋势给复合材料带来了极大的机遇。在汽车、建筑、能源、工业以及运输产业等领域，材料解决方案正逐渐发生改变。从传统材料转向高性能复合材料，这为高性能复合材料的快速推广和使用提供了市场机遇。材料科学，尤其是复合材料，是当今推动技术发展的主要动力之一。由于汽车工业对玻璃纤维及其复合材料的市场需求量与日俱增，促进了玻璃纤维及其复合材料工业的发展。在玻璃纤维方面，各玻璃纤维公司不断开发出各种适用于汽车工业的玻璃纤维新产品。在玻璃纤维复合材料工业方面，广泛使用的SMC成型工艺最早就是专为汽车工业开发的。近年来问世的一些新工艺和新产品，例如长纤维增强热塑料、玻璃纤维增强热塑性塑料片材(CMT)、可编程粉末预成型工艺(P4工艺)也都是为汽车工业开发的。

长远来看，中东、亚太基础设施的加强和改造，对玻纤需求增加了很大的数量，随着全球在玻纤改性塑料、运动器材、航空航天等方面对玻纤的需求不断增长，玻纤行业前景仍然乐观。另外玻纤的应用领域又扩展到风电市场，这可能是玻纤未来发展的一个亮点。

玻璃纤维的应用

玻璃纤维是以玻璃球或以叶腊石、石英砂、石灰石、白云石等矿物原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造而成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5 ，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。

玻璃纤维因其绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。

风能和光伏

风能和光伏都是无污染、可持续的能源之一。玻璃纤维具有优越的增强效果、重量轻等特点，是用于制造玻璃钢叶片和机组罩的一种良好材料。

航空航天

由于航空航天、军事等领域对材料的特殊要求，玻璃纤维复合材料所具有的重量轻，强度高，耐冲击及阻燃性好等特色能为这些领域提供广泛的解决方案。

复合材料在这些领域的应用如小飞机机身、直升机外壳和旋翼桨叶、飞机次要结构部件（地板、门、座椅、辅助油箱）、飞机发动机零件、头盔、雷达罩等。

船艇

玻璃纤维复合材料具有耐腐蚀性、重量轻、增强效果优越等特点，被广泛用于制造游艇船体、甲板等。

汽车领域

由于复合材料在韧性、耐腐蚀性、耐磨性及耐温性等方面与传统材料相比具有明显的优势，且满足运输工具对质轻高强的要求，其在汽车领域的应用越来越广。玻纤复合材料典型的应用有：

--汽车前后保险杠、挡泥板、发动机盖板、卡车顶棚

--汽车仪表盘、座椅、驾驶舱、装饰

--汽车电子电器元件

化工化学

玻璃纤维复合材料具有耐腐蚀性好、增强效果优越等特点，被广泛应用于化工领域，制造化工容器（如储罐）、防腐格栅等。

电子电气

玻璃纤维增强复合材料在电子电气方面的运用主要是利用了它的电绝缘性、防腐蚀性等特点。在电子电气领域的应用主要包括：

1.电气外壳:电气开关盒、电气接线盒、仪表板外壳等。

2.电气元件: 绝缘子、绝缘工具、电机端盖等。

3.电力传输包括复合电缆支架和电缆沟支架。

基础设施

玻璃纤维发展具有不同尺寸性好、增强工作性能优越，与钢铁、混凝土等材料技术相比重量轻、耐腐蚀等特点，使得中国玻璃纤维可以增强复合结构材料已经成为一个制造桥梁、码头、高速公路路面、栈桥、临水建筑、管道等基础教育设施的理想材料。

建筑装饰

玻璃纤维复合材料具有高强度、轻质、耐老化、良好的阻燃、隔音和隔热特性，可广泛用于制造各种建筑材料，如钢筋混凝土、复合墙体、热绝缘窗及装饰、玻璃钢条、浴室、游泳池、天花板、照明板、玻璃钢砖、门板、冷却塔等。

消费品和商业设施

与铝、钢等传统材料相比，玻璃纤维增强材料具有耐腐蚀、重量轻、强度高等特点，为复合材料带来了更好的性能和更轻的重量。玻璃纤维复合材料在该领域的应用包括:工业齿轮、气压瓶、笔记本电脑、手机壳、家电零件等。

运动休闲

该复合材料具有重量轻、强度高、设计自由度大、易于加工和成型、摩擦系数低、抗疲劳性能好等特点。玻璃纤维复合材料的典型应用有: 滑雪板、网球拍、羽毛球拍、赛艇、自行车、摩托艇等。