堅硬的石頭怎么變成細如發(fā)絲的纖維?
好浪漫的創(chuàng )意,又神奇得像魔術(shù),
到底怎么實(shí)現的呢?
玻璃纖維的由來(lái)
玻璃纖維最初也是由國外引進(jìn)
20世紀20年代末,美國大蕭條,政府出臺了一條奇葩法令:禁酒令,一禁就是十四年,酒瓶生產(chǎn)商紛紛陷入困境。歐文斯伊利諾斯公司是當時(shí)美國最大的玻璃瓶制造商,也只能眼睜睜看著(zhù)一個(gè)個(gè)玻璃熔爐被熄火。這時(shí)一位貴人——Games Slayter,他偶然經(jīng)過(guò)一臺玻璃熔爐,發(fā)現一些溢出的液態(tài)玻璃被吹成纖維狀。Games好像牛頓被蘋(píng)果砸中腦袋,玻璃纖維從此登上了歷史舞臺。
一年后,第二次世界大戰爆發(fā),常規材料匱乏,為滿(mǎn)足軍用戰備的需求,玻璃纖維成為替代品。
人們漸漸地發(fā)現這種年輕的材料有許多優(yōu)點(diǎn)——質(zhì)量輕、強度高、絕緣性好、保溫、隔熱。于是,坦克、飛機、武器、防彈衣等等都用上了玻璃纖維。
如何定義?
玻璃纖維是一種無(wú)機非金屬新材料,以高嶺土、葉臘石、石英砂、石灰石等天然礦石為原料,按一定的配方,經(jīng)高溫熔制、拉絲、絡(luò )紗等數道工藝制造而成。其單絲直徑在幾微米到二十幾微米之間,相當于一根頭發(fā)絲的 1/20-1/5 ,每束纖維原絲由數百根甚至上千根單絲組成。
我國玻璃纖維工業(yè)的興起
我國玻璃纖維工業(yè)興起于1958年。經(jīng)過(guò)60年的發(fā)展,改革開(kāi)放前主要服務(wù)于國防軍工,之后轉向民用,并獲得迅速發(fā)展。
早期絡(luò )紗車(chē)間女工
到2008年,我國的玻璃纖維池窯拉絲產(chǎn)量就達到160萬(wàn)噸,位列世界第一。
玻璃纖維的生產(chǎn)工藝
早期坩堝拉絲法
早期玻璃纖維的生產(chǎn)工藝主要是坩堝拉絲法,其中陶土坩堝法已被淘汰,代鉑坩堝法則需兩次成型,先把玻璃原料高溫熔制成玻璃球,然后將玻璃球二次熔化,高速拉絲制成玻璃纖維原絲。
這種工藝的弊端有能耗高、成型工藝不穩定、勞動(dòng)生產(chǎn)率低等,目前除少量特殊成份玻纖還沿用這種方法外,基本已經(jīng)被淘汰。
池窯拉絲法
如今大型玻纖生產(chǎn)廠(chǎng)家均采用這種方法(將各種原料在窯爐中熔化后,直接經(jīng)通路至專(zhuān)用漏板,拉制出玻璃纖維原絲)。
一張圖get池窯拉絲工藝
這種一次成型方法具有能耗低、工藝穩定、產(chǎn)量質(zhì)量提高等優(yōu)點(diǎn),使玻纖工業(yè)迅速實(shí)現了規?;a(chǎn),被業(yè)界譽(yù)為“玻纖工業(yè)的一次技術(shù)革命”。
玻璃纖維的用途
玻璃纖維是替代鋼材、木材、石材等傳統材料的新一代復合材料,是國家戰略性新興產(chǎn)業(yè),對國家經(jīng)濟發(fā)展與轉型升級有著(zhù)重要意義。
它“上天入地,無(wú)所不能”,為我們的航空航天事業(yè)和交通運輸行業(yè)添磚加瓦;它“上得了廳堂,下得了廚房”,在“高大上”的節能環(huán)保領(lǐng)域有它,在“接地氣”的體育休閑領(lǐng)域也有它;它“能粗能細,靈活切換”,不但符合建筑建材的堅硬標準,還能滿(mǎn)足電子電器的精密要求。
神奇如你——玻璃纖維!
飛機雷達罩、發(fā)動(dòng)機零件、機翼部件及其內飾地板、門(mén)、座椅、輔助油箱等。
汽車(chē)車(chē)身、汽車(chē)座椅及高鐵車(chē)身/結構、船體結構等。
風(fēng)電葉片和機組罩、空調排風(fēng)扇、土木格柵等。
高爾夫球桿、乒乓球拍、羽毛球拍、船槳槳板、滑雪板等。
復合材料墻體、保溫紗窗、FRP鋼筋、衛浴、門(mén)板、頂棚、采光板等。
橋梁梁體、碼頭、高速公路路面、管道等。
化工容器、儲罐、防腐格柵、防腐管道等。
總之,玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無(wú)機非金屬材料,具有輕質(zhì)、高強、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、抗疲勞、電絕緣性能好等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)在建筑與基礎設施、汽車(chē)與交通、化工、環(huán)保、電子電氣、船舶與海洋等國民經(jīng)濟各個(gè)領(lǐng)域大展拳腳,實(shí)惠于民。
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