유리 섬유 얇고 유연한 유리 필라멘트로 구성된 섬유질 재료입니다. 여러 절단, 특성 및 응용 프로그램을 제시할 수 있습니다. 기존의 주요 유리 섬유(및 가장 상용화됨) 중에는 전기 전도도가 낮은 유형 E가 있습니다.
유리 섬유는 실리카를 주성분으로 하지만 구성에 몇 가지 다른 산화물을 함유하고 있어 섬유의 최종 적용에 영향을 미칩니다. 섬유 섬유는 녹은 유리에서 생산되며 고대 이집트부터 착취되었습니다. 그러나 최대 사용은 20세기에 섬유 산업과 폴리머 보강재로 광범위하게 사용되었습니다.
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이 기사의 주제
- 1 - 유리 섬유에 대한 요약
- 2 - 유리 섬유 란 무엇입니까?
- 3 - 유리 섬유의 종류
- 4 - 유리 섬유는 무엇을 위해 사용됩니까?
- 5 - 유리 섬유는 어떻게 얻습니까?
- 6 - 유리 섬유는 어떻게 생겼습니까?
유리 섬유에 대한 요약
- 유리 섬유는 얇고 유연한 유리 필라멘트로 만든 소재입니다.
- 유리 섬유의 유형은 특성에 따라 이름이 지정됩니다.
- 가장 잘 팔리는 유리 섬유는 유형 E입니다.
- 유리 섬유의 주성분은 실리카, SiO2.
- 유리 섬유는 열 절연체 및 폴리머 보강재로 섬유 산업에서 사용할 수 있습니다.
- 이 재료는 고대 이집트부터 사용되어 20세기에 절정에 이릅니다.
유리 섬유 란 무엇입니까?
유리 섬유 얇고 유연한 필라멘트로 만든 소재입니다. 유리. 특성, 절단 및 용도가 다른 여러 유형의 유리 섬유가 있습니다. 유리 섬유의 주성분은 실리카, SiO2, 다른 요소도 결과 유리 섬유의 구성에 매우 중요할 수 있습니다.
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유리 섬유의 종류
유리 섬유의 종류는 명명 그들의 특정 속성에 따라:
- 그리고 (전기 같은) – 낮은 전기 전도성;
- 에스 (힘) – 큰 기계적 저항;
- 여 (화학적인) – 뛰어난 내화학성;
- 중 (기준 치수) – 높은 탄성;
- ㅏ (알칼리) – 높은 알칼리 금속 조성;
- 디 (유전체) - 낮은 유전 상수;
- 공기 (내 알칼리성) – 높은 알칼리 저항성.
현재 생산되는 대부분의 유리섬유는 약 90%는 E형. 아래는 주요 유형의 유리 섬유의 대략적인 화학 조성을 포함하는 표입니다.
유리 섬유의 대략적인 화학 성분(유형별) | |||||||
성분 |
그리고 |
에스 |
여 |
중 |
ㅏ |
디 |
공기 |
SiO2 |
52-56 |
60-65 |
65 |
53,5 |
71,8 |
72-75 |
58,3-60,6 |
비2영형3 |
4-6 |
- |
5 |
- |
- |
21-24 |
- |
알2영형3 |
12-15 |
23-35 |
4 |
- |
1 |
0-1 |
0,2 |
개 |
21-23 |
0-9 |
14 |
13 |
8,8 |
0-1 |
- |
MgO |
0,4-4 |
6-11 |
3 |
9 |
3,8 |
0,5-0,6 |
- |
ZnO |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
삼촌2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0-2,8 |
ZrO2 |
0,2-0,5 |
0-1 |
- |
2,0 |
- |
- |
18,1-21,2 |
~에2영형 |
0-1 |
0-0,1 |
8,5 |
- |
13,6 |
0,4 |
13,0-14,1 |
케이2영형 |
0-0,2 |
- |
- |
- |
0,6 |
0,4 |
0-2,8 |
읽다2영형 |
- |
- |
- |
3,0 |
- |
- |
- |
믿음2영형3 |
0,2-0,5 |
0-0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,5 |
0,3 |
- |
에프2 |
0,2-0,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
참조: 실리콘 — 유리, 세라믹 및 실리콘의 주성분
유리 섬유는 무엇을 위해 사용됩니까?
그들의 응용에 관해서는, 유리 섬유 다양한 산업 분야에서 사용 가능. 주요 응용 분야 중 하나는 유리 섬유가 사용되는 복합 재료 생산입니다. 폴리머 강화.
데이터에 따르면 2017년 유럽에서는 100만 톤 이상의 유리 섬유 강화 플라스틱이 생산되었습니다. 건설 및 운송용. 유리 섬유는 가벼울 뿐만 아니라(밀도 2.5g.cm-3) 그리고 가지고 내식성.
유리 섬유도 중요한 역할을 합니다. 여과 및 절연용(열 또는 음향). 유리 섬유의 열 성능은 유리의 낮은 열전도율뿐만 아니라 낮은 공기 덩어리를 가두어 절연 특성을 제공하는 재료의 밀도 구조.
여과를 위해서는 섬유의 표면적과 섬유 사이의 공간 크기가 중요한 요소입니다. 올바른 직경의 섬유를 제조하는 방법은 이 재료의 여과 및 절연 측면을 향상시킬 수 있습니다.
유리 섬유는 어떻게 얻습니까?
그들은 존재한다 두 개의 프로세스 유리 섬유 생산의 주요 소스. 그 중 하나는 유리 섬유 양모 제조입니다., 단열에 사용됩니다. 이 공정에서 용융 유리 스트림은 다음으로 구성된 회전 기계에서 건조됩니다. 벽에 구멍이 있는 원형 금속 용기, 2000-3000 RPM의 속도와 900-1100 °C.
스위블에서 나오는 유리 스트림은 고속 기류에 의해 정지되어 길이가 수 센티미터인 미세한 섬유(직경 10μm 미만)로 변환됩니다.
유리 섬유를 생산하는 또 다른 방법은지속적인 과정을 통해. 여기에서 목표는 직경이 작은(9-25 µm 사이) 강화 목적의 필라멘트를 생산하는 것입니다. 길이와 관련하여, 섬유는 일반적으로 실과 함께 묶음으로 생산됩니다. (수백에서 수천 개의 섬유 집합체) 길이 약 10km.
이 과정에서 녹은 유리는 압출을 통해 백금(또는 로듐) 판의 매우 미세한 구멍을 통과합니다. 유리는 1150-1300 °C 범위의 온도로 구멍에서 나옵니다., 재료의 화학적 조성에 따라 다릅니다. 구멍에서 나오는 유리를 식히기 위해 수증기와 순수한 공기를 사용하는 것이 일반적입니다. 섬유는 1000m/min 이상의 속도로 인출됩니다.
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유리 섬유는 어떻게 생겼습니까?
유리 섬유를 얻을 수 있는 가능성 고대부터 알려져 왔다, 유리 불기 기술이 알려지기 전에도. 많은 이집트 꽃병은 유리 섬유를 점토로 적절하게 싸서 만들었습니다.
유리 섬유에 대한 섬유 산업의 관심은 훨씬 나중에 나타났습니다. 프랑스의 물리학자 René-Antoine Ferchault de Réaumur는 1713년 미세한 유리 실로 장식된 직물을 생산했습니다.. 섬유 산업과의 관계 초기에 유리 섬유의 유명하지만 드문 사용은 1893년 시카고에서 열린 컬럼비아 박람회에서 여배우가 입었던 드레스 제조 안경.
현재 금형에서 유리 섬유 제조 공정은 20세기 전반에 시작되었습니다. 미세한 구멍을 통과시키는 방법에 의한 유리 섬유 섬유의 제조는 미국에서 1930년대, 독일에서 1939년에 시작되었습니다. 1939년 초 미국 오하이오 주 뉴어크에 있는 Owens-Illinois Glass Co.의 노력 덕분에 유리 섬유 제조 공정이 개선되었습니다., 경제적 측면에서 훨씬 더 실용적입니다.
20세기의 나머지 기간 동안 팽창에도 불구하고, 1990년대에 산업이 쇠퇴하기 시작했습니다., 부문별로 합리화 방법을 요구하고 구식 기계 및 설비를 제거하여 소규모 생산자를 거의 완전히 사라졌습니다.
현재 유리 섬유 산업은 인건비를 줄이고 에너지를 덜 사용하는 더 큰 기계화를 추구합니다. 대부분의 소규모 회사는 대규모 생산자의 몫으로 합병되었습니다..
이미지 크레딧
[1] 험프리/Shutterstock
출처
마르티노바, E.; 세불라, H. 유리 섬유. 에서: 무기 및 복합 섬유: 생산, 속성 및 응용. 캡. 7. 피. 131-163. 영국: Elsevier, 2018.
존스, F. 아르 자형.; 허프, N. 티. 유리 섬유의 구조 및 특성. 에서: 섬유 및 기술 섬유의 인장 특성 핸드북. 캡. 15. 피. 529-573. 영국 케임브리지: Woodhead Publishing Limited, 2009.
존스, F. 아르 자형. 유리 섬유. 에서: 고성능 섬유. 캡. 6. 피. 191-238. 영국 케임브리지: Woodhead Publishing Limited, 2001.
스테파노 아라우조 노바이스
화학 교사
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