玻璃纖維的結(jié)構(gòu)
文章來源：廊坊德川保溫材料有限公司 時(shí)間：2015-01-30 18:09:45
玻璃纖維的高強(qiáng)度，引起了科學(xué)家的很大興趣，井紛紛研究其高強(qiáng)的本質(zhì)，提出了種種假說，試圖從結(jié)構(gòu)上予以說明。如培拉素夫等人從玻璃的聚合物結(jié)構(gòu)出發(fā)、提出了纖維在成形過程中，發(fā)生了分子取向，形成鏈狀結(jié)構(gòu)。又如巴爾切涅夫認(rèn)為玻璃纖維成形時(shí)，表面產(chǎn)生增強(qiáng)層，深度達(dá)5－10nm，使纖維強(qiáng)度可高達(dá)3000－3200MPa。隨著研究的深入，上述結(jié)構(gòu)上不同于玻璃的假說均己被證實(shí)并不怕當(dāng)。日前比較一致的看法是玻璃纖維與玻璃在結(jié)構(gòu)上有同一性。只是由于玻璃纖維在高速冷卻條件下成形的，因而其微觀結(jié)構(gòu)接近于高溫熔體的結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)出疏松、迎形、內(nèi)能很高的特征。這可以從上面一些事實(shí)得到證明。
首先，玻璃纖維與同一成分的塊玻璃相比，其密度、折射率、彈性模量都顯得較小。隨著纖維直徑的增大、熱處理過程的進(jìn)行，這些參數(shù)逐漸加大至接近塊玻璃的數(shù)值。
同成分的玻璃纖維密度比塊玻璃要小1.94％左右，這表明纖維在拉絲時(shí)沒有發(fā)生過分子取向。
測(cè)定了直徑50um的纖維(拉制后立即在510℃下處理2．5h)和同成分的塊玻璃的泊松系數(shù)同樣為0.18+－0.02，同樣證明纖維與塊狀玻璃的分子結(jié)構(gòu)的同一性。
其次，可以通過玻璃、玻璃纖維的內(nèi)摩擦的試驗(yàn)加以說明。若在玻消內(nèi)部引起振動(dòng)過程，即使在與外界隔離的條件下，其機(jī)械能也會(huì)很快地轉(zhuǎn)變?yōu)闊釣閮?nèi)耗。玻璃材料的內(nèi)耗是表征其內(nèi)部發(fā)生機(jī)械能損耗時(shí)抵抗變形的能力。它反映玻璃內(nèi)部結(jié)構(gòu)和質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的變化。測(cè)量玻璃的內(nèi)耗，是研究玻璃結(jié)構(gòu)變化的一種方法。內(nèi)耗的大小，可以用能量衰減率或內(nèi)摩擦Q－1來度量。
在細(xì)纖維內(nèi)摩擦松弛過程的活化能上所反映的定量差別指出，纖維的結(jié)構(gòu)接近高溫下的玻璃結(jié)構(gòu)。纖維直徑變大，纖維尺寸愈來眾接近塊玻璃尺寸，結(jié)構(gòu)趨于緊密，內(nèi)耗變小，玻璃纖維在熱處理之后，其松弛譜的特征要發(fā)生變化。
松弛譜的變化特征證明，玻璃纖維經(jīng)熱處理后，結(jié)構(gòu)向平衡態(tài)靠近。玻璃在經(jīng)熱處理后。結(jié)構(gòu)趨于緊密，內(nèi)耗變小。
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