Chức năng của băng sợi thủy tinh một chiều là gì

Băng sợi thủy tinh một chiềulà vật liệu gia cố trong đó các sợi được định hướng cao theo một hướng. Chức năng cốt lõi của nó là cung cấp cường độ, độ cứng và khả năng gia cố kết cấu cực cao theo một hướng xác định, đồng thời đạt được trọng lượng nhẹ và chức năng. Nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như xây dựng, năng lượng mới và vận tải đường sắt. Chức năng của nó có thể được chia thành hai chiều: chức năng cấu trúc cốt lõi và chức năng chức năng cảnh được phân đoạn, như sau:

1, Chức năng cấu trúc cốt lõi (chức năng cơ bản)

Mục tiêu tăng cường cường độ cao

Các sợi thủy tinh được sắp xếp song song với nhau theo một hướng duy nhất mà không bị mất đi khi dệt chéo. Các tính chất cơ học tập trung cao độ dọc theo hướng sợi, độ bền kéo và mô đun đàn hồi cao hơn nhiều so với vải sợi thủy tinh dệt. Nó có thể cung cấp sự gia cố có mục tiêu theo hướng ứng suất của bộ phận, giải quyết vấn đề không đủ cường độ cục bộ hoặc tổng thể và đạt được hiệu suất cường độ tuyệt vời trên mỗi đơn vị trọng lượng, đạt được hiệu quả tăng cường "thay thế trọng lượng bằng ánh sáng".

Kiểm soát chính xác các tính chất cơ học

Theo đặc điểm ứng suất của thành phần (chẳng hạn như lực căng đơn trục, độ uốn và khả năng chống xoắn), hướng đặt, số lớp và độ dày của băng sợi thủy tinh có thể được lựa chọn linh hoạt để kiểm soát chính xác các tính chất cơ học của thành phần theo các hướng khác nhau, tránh lãng phí vật liệu theo các hướng không chịu ứng suất và tối ưu hóa hiệu quả thiết kế kết cấu.

Lựa chọn thay thế nhẹ cho vật liệu truyền thống

Mật độ thấp hơn nhiều so với vật liệu kim loại như thép và hợp kim nhôm. Với cùng yêu cầu về độ bền, trọng lượng của các bộ phận composite được gia cố bằng dải sợi thủy tinh một chiều có thể giảm từ 30% đến 70%, trong khi vẫn giữ được hoặc thậm chí cải thiện hiệu suất kết cấu. Nó là một trong những vật liệu cốt lõi cho thiết kế nhẹ.

Độ ổn định kích thước và khả năng chống biến dạng

Bản thân sợi thủy tinh có hệ số giãn nở nhiệt cực kỳ thấp. Cấu trúc sắp xếp một chiều làm giảm hơn nữa biến dạng dị hướng của vật liệu, ngăn chặn hiệu quả biến dạng cong vênh và biến dạng kéo của bộ phận dưới sự thay đổi nhiệt độ và ngoại lực, đảm bảo độ chính xác về kích thước và độ ổn định lâu dài của bộ phận.

2, Vai trò chức năng cụ thể của các kịch bản phân đoạn

1. Lĩnh vực sản xuất công nghiệp và vật liệu composite

Gia cố thành phần quang điện/cánh tuabin gió: được sử dụng để gia cố cấu trúc của dầm chính, tấm lưới, khung quang điện và giá đỡ của cánh tuabin gió, để tăng cường khả năng chịu tải gió và chống biến dạng, đồng thời giảm trọng lượng tổng thể của cánh quạt và mô-đun quang điện, đồng thời thích ứng với xu hướng quy mô lớn và nhẹ.

Trọng lượng nhẹ của ô tô/đường sắt: áp dụng cho vỏ bộ pin xe năng lượng mới, khung gầm xe, nội thất/các bộ phận cấu trúc của cabin vận chuyển đường sắt, đồng thời đáp ứng các yêu cầu về cường độ va chạm và rung động, giảm trọng lượng xe để cải thiện phạm vi hoạt động và giảm mức tiêu thụ năng lượng.

Phòng chống ăn mòn và gia cố đường ống/bể chứa: Được bọc xung quanh các bức tường bên ngoài của đường ống dẫn dầu khí và bể chứa hóa chất, nó cung cấp hỗ trợ độ bền kết cấu và tận dụng khả năng chống ăn mòn của sợi thủy tinh để ngăn chặn sự ăn mòn và rò rỉ đường ống, kéo dài tuổi thọ và thay thế các lớp gia cố kim loại truyền thống.

2. Lĩnh vực gia cố và phục hồi công trình

Gia cố kết cấu bê tông: dán trên vùng chịu kéo của dầm, tấm, cột và tường cắt, thay thế công nghệ gia cố liên kết thép truyền thống, cải thiện khả năng chống uốn, cắt và kháng chấn của các cấu kiện bê tông, thi công thuận tiện và không làm tăng trọng lượng bản thân quá mức của các cấu kiện, thích hợp cho việc gia cố và cải tạo các tòa nhà và cầu cũ.

Gia cố kết cấu khối xây: được sử dụng để gia cố chống động đất cho tường gạch và tường khối, tăng cường tính toàn vẹn tổng thể và khả năng chống nứt của tường, đồng thời giảm nguy cơ sập tường dưới các lực bên ngoài như động đất.

3. Lĩnh vực điện và cách điện

Cách điện cao áp: Sử dụng đặc tính cách điện tuyệt vời của sợi thủy tinh làm vật liệu gia cố cách điện cho cáp điện áp cao, máy biến áp và thiết bị đóng cắt, cấu trúc bố trí một chiều có thể thích ứng với quá trình đúc của cuộn dây cáp và các bộ phận cách điện của máy biến áp, đồng thời tăng cường độ bền cơ học của cấu trúc cách điện và ngăn ngừa hư hỏng lớp cách điện.

Gia cố nền điện tử: được sử dụng làm lớp gia cố cho tấm cách nhiệt và tấm cách nhiệt mạ đồng cao cấp, đảm bảo độ ổn định kích thước và độ bền cơ học của chất nền, đồng thời thích ứng với quá trình xử lý chính xác và sử dụng lâu dài của các linh kiện điện tử.

4. Lĩnh vực hàng không vũ trụ và thiết bị cao cấp

Cải tiến nhẹ các bộ phận hàng không: áp dụng cho nội thất máy bay, cấu trúc chịu tải thứ cấp, thân/cánh máy bay không người lái, giảm đáng kể trọng lượng thiết bị và cải thiện hiệu suất bay cũng như khả năng chịu tải trong khi đáp ứng các yêu cầu về độ bền và khả năng chống cháy của cấp hàng không.

Thiết bị thể thao cao cấp: dùng để gia cố định hướng cho cần câu, gậy đánh gôn, cung bằng sợi carbon tổng hợp, v.v., mang lại sức mạnh và độ dẻo dai tối ưu theo hướng của lực, đồng thời đảm bảo trọng lượng nhẹ và khả năng cơ động của thiết bị.

5. Các ứng dụng chức năng khác

Chống nứt và chống thấm: Được sử dụng để tăng cường khả năng chống nứt của lớp nền chống thấm trên mặt đường, mặt cầu và mái nhà, hạn chế sự mở rộng của vết nứt lớp nền và cải thiện khả năng chống thấm bằng lớp phủ chống thấm; Nó cũng có thể được sử dụng để bịt kín và gia cố các giao diện đường ống và xây dựng các khe co giãn.

Bảo vệ nhiệt và duy trì kích thước: Trong điều kiện nhiệt độ cao (chẳng hạn như lớp lót lò công nghiệp và các bộ phận cách nhiệt động cơ), cấu trúc bảo vệ nhiệt được hình thành bằng cách kết hợp với vật liệu cơ bản, đồng thời dựa vào hệ số giãn nở thấp để duy trì kích thước bộ phận và tránh biến dạng và hỏng hóc ở nhiệt độ cao.