Trong lĩnh vực khoa học vật liệu rộng lớn, vải sợi thủy tinh đóng một vai trò không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp với các tính chất vật lý và hóa học độc đáo, đặc biệt là độ bền cơ học. Là vật liệu gia cố được dệt từ sợi thủy tinh liên tục, vải sợi thủy tinh không chỉ thừa hưởng nhiều ưu điểm của sợi thủy tinh mà còn cải thiện hơn nữa độ ổn định cấu trúc và tính chất cơ học thông qua công nghệ dệt, trở thành một trong những vật liệu được ưa chuộng trong nhiều ứng dụng kỹ thuật.
Hiệu suất cốt lõi của độ bền cơ học
Độ bền cơ học là một chỉ số quan trọng để đo lường khả năng của vật liệu chống lại tác hại của ngoại lực. Đối với vải sợi thủy tinh, độ bền cơ học của nó chủ yếu được thể hiện ở các khía cạnh sau:
Sức căng: Vải sợi thủy tinh có độ bền kéo cực cao, nghĩa là nó có thể chịu được lực kéo lớn mà không bị đứt. Tính năng này làm cho vải sợi thủy tinh hoạt động tốt trong các tình huống cần chịu lực căng hoặc căng, chẳng hạn như gia cố kết cấu tòa nhà, cáp cầu, v.v.
Độ bền uốn: Ngoài độ bền kéo, vải sợi thủy tinh còn có đặc tính uốn. Khi chịu tải uốn, nó có thể phân tán ứng suất một cách hiệu quả và ngăn ngừa hư hỏng do tập trung ứng suất cục bộ. Đặc tính này cho phép vải sợi thủy tinh duy trì tính toàn vẹn và ổn định về cấu trúc cao khi sản xuất các bộ phận kết cấu có hình dạng phức tạp.
Độ bền cắt: Lực cắt là lực phá hủy được tạo ra khi vật liệu chịu một lực song song với bề mặt chịu lực. Vải sợi thủy tinh tạo thành khả năng chống cắt mạnh thông qua việc đan xen và liên kết giữa các sợi, có thể chống lại sự hư hỏng do cắt một cách hiệu quả. Điều này cho phép vải sợi thủy tinh thể hiện hiệu quả trong các tình huống áp dụng tải trọng cắt, chẳng hạn như tấm composite, cốt thép ống, v.v.
Độ bền va đập: Mặc dù vải sợi thủy tinh là vật liệu giòn nhưng độ bền va đập của nó có thể được cải thiện đáng kể thông qua xử lý đặc biệt và tối ưu hóa quy trình dệt. Khi chịu tải trọng va đập, vải sợi thủy tinh có thể hấp thụ và phân tán năng lượng tác động và giảm thiệt hại cho cấu trúc. Đặc tính này làm cho vải sợi thủy tinh có giá trị ứng dụng quan trọng trong các tình huống cần chống lại tải trọng tác động, chẳng hạn như thử nghiệm va chạm ô tô và thiết kế chống chim tấn công cho các phương tiện hàng không vũ trụ.
Các phương pháp nâng cao độ bền cơ học
Để nâng cao hơn nữa độ bền cơ học của vải sợi thủy tinh , các nhà sản xuất đã thực hiện nhiều cách tiếp cận khác nhau để cải thiện và tối ưu hóa:
Đường kính và chiều dài sợi: Giảm đường kính sợi và tăng chiều dài sợi có thể cải thiện độ bền và độ bền của vải sợi thủy tinh. Sợi mỏng và dài có thể truyền và phân tán ứng suất tốt hơn và giảm khả năng đứt gãy.
Quy trình dệt: Việc sử dụng các quy trình dệt tiên tiến, chẳng hạn như dệt trơn, dệt chéo, dệt sa tanh, v.v., cũng như tăng mật độ dệt, có thể cải thiện đáng kể độ ổn định cấu trúc và độ bền cơ học của vải sợi thủy tinh. Các phương pháp dệt khác nhau phù hợp với các tình huống và nhu cầu ứng dụng khác nhau.
Xử lý bề mặt: Xử lý bề mặt của vải sợi thủy tinh, chẳng hạn như phủ nhựa, ngâm tẩm chất gia cố, v.v., có thể tăng cường lực liên kết giữa sợi và ma trận và cải thiện tính chất cơ học của vật liệu composite tổng thể.
Trộn và cán màng: Trộn hoặc cán vải sợi thủy tinh với các vật liệu khác (như sợi carbon, aramid, v.v.) có thể tạo thành một loại vật liệu composite mới có độ bền cơ học cao hơn và hiệu suất toàn diện.
Trước
