玻璃鋼FRP就是莫文玻璃纖維增強(qiáng)塑料(Fiber Reinforced Plastics)的縮寫。
玻璃鋼始于20世紀(jì)四十年代,我國從1958開始從事研制,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)多個領(lǐng)域。FRP有不少突出的特點:
(1)輕質(zhì)高強(qiáng),比重在1.5~2.0之間,只有碳鋼的1/4~1/5,可拉伸強(qiáng)度卻接近,其至超過碳鋼,而強(qiáng)度(材料強(qiáng)度除以密度之值)可以與高級合金鋼相比。因此,在航空、火箭、宇宙飛行器等高壓容器以及其它需要減輕自重的制品應(yīng)用中,具有明顯的優(yōu)勢。
(2)耐化學(xué)腐觸:FRP是良好的耐腐材料,對一般濃度的酸、堿、鹽、多種油類和有機(jī)溶劑,海水都有較好的抵抗能力?,F(xiàn)已廣泛應(yīng)用到化工防腐的多個領(lǐng)域,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。正取代碳鋼,不銹鋼、木材、有色金屬等。
(3)電性能好:FRP的絕緣性能(表面電阻、體積電阻、擊穿電壓等)較高,且可做成防靜電或?qū)щ姷牟牧希诟?b>頻下能保持良好的介電性能,不受電磁作用,不反射電磁波,能透過微波。
(4)耐瞬時超高溫:有的FRP能耐3800℃以上的瞬時超高溫而成為上天火箭殼體、頭錐、噴管等燒蝕材料的唯一選擇。我國就是為了搞“兩彈一星”(原子彈、氫彈、人造衛(wèi)星)才開始搞FRP的研制的。FRP導(dǎo)熱系數(shù)低,室溫下為0.3~0.4千卡/米·時·度,只有金屬的1/100~1/1000,是優(yōu)良的絕熱材料。
(5)無缺口敏感性:纖維復(fù)合材料中有大量獨立的纖維,每平方厘米上的纖維少則幾千根,多則上萬根,從力學(xué)觀點看是典型的靜不定體系,不會像玻璃、金屬那樣出現(xiàn)“缺口敏感性”(一有破損迅速擴(kuò)展),即使構(gòu)件超載有少量纖維斷裂,載荷會迅速重新分配在未破壞的纖維上。因此FRP適合制作一些要求高的構(gòu)件,加飛機(jī)輪轂,直升機(jī)轉(zhuǎn)子,坦克輪,防彈衣,頭盔等。
(6)抗疲勞性能好:疲勞破壞是材料在交變載荷作用下,由于微觀裂縫的形成和擴(kuò)展而造成的低應(yīng)力破壞。
(7)可制出透明和多種色彩的產(chǎn)品。
(8)設(shè)計適應(yīng)性強(qiáng),成型工藝性狀越:FRP既是一種材料,也是一種結(jié)構(gòu),可通過選用不同的材料和成型工藝最大程度地滿足不同產(chǎn)品的不同要求。
任何產(chǎn)物都是一分為二的,F(xiàn)RP不是萬能的,它也有不足之處:
(1)彈性模量低,F(xiàn)RP的彈性模量比木材大兩倍,但比鋼小10倍,因此在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中常感剛性不足,易變形??勺龀杀そY(jié)構(gòu),夾層結(jié)構(gòu),或通過加入高模量碳纖維來提高FRP的鋼性。
(2)長期耐熱性低,一般僅能在100℃以下長期使用,但通過使用高性能樹脂,可使這一溫度上升到200~300℃。
(3)存在老化現(xiàn)象:可加防老劑,表面涂裝等加以改善。
(4)而磨性差:可加耐磨材料加以改善,如碳化硅。
說聲謝謝,感謝回答者的無私幫助