(1)轻质高强
玻璃钢的相对密度在1.5~2.0之间,只有碳钢的1/4~1/5,可是拉伸强度却接近、甚至超过碳素钢,而比强度可以与高级合金钢相比。因此,在航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中,都具有卓越成效。某些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400Mpa以上。
(2)耐腐蚀
玻璃钢是良好的耐腐材料,对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力,因此应用范围非常广。已应用到化工防腐的各个方面,正在取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等传统材料。
(3)电性能好
玻璃钢是优良的绝缘材料,可用来制造绝缘体作为电机、仪表、电器等的零部件。高频下仍能保持良好介电性,用玻璃纤文布代替纸及棉布,可提高材料的绝缘等级。在使用相同树脂的情况下,至少能提高一个等级。此外,玻璃钢材料不受电磁影响,微波透过性良好,已广泛用于雷达天线罩。
(4)热性能良好
玻璃钢热导率低,室温下为1.25~1.67kJ/(m•h•K),只有金属的1/100~1/1000,是优良的绝热材料。某些品种的玻璃钢材料耐瞬时高温性能也十分突出,如酚醛型高硅氧布玻璃钢,在遭遇瞬时超高温情况下,能在表面迅速形成碳化层,可有效保护火箭、宇宙飞船、导弹等在穿过大气层所要承受的超过2000℃高温和高速气流的冲刷。故玻璃钢材料也是一种是理想的热防护和耐烧蚀材料。
(5)可设计性好
玻璃钢可以根据需要,灵活地设计出各种结构产品,来满足使用要求,从而可以使产品有很好的整体性。另外,玻璃钢可以通过充分选择材料来满足产品的各种物理化学性能,通过组分材料的选择和匹配、铺层设计及界面控制等材料设计手段,最大限度地达到预期的目的,以满足工程设备的使用性能。如:可以设计出耐腐的,耐瞬时高温的、产品某方向上有特别高强度的、介电性好的制品等等。
(6)工艺性优良
复合材料有多种成型工艺可供选择,也可以多种工艺结合起来使用。玻璃钢制品在制备时可以根据产品的形状、技术要求、用途、数量及成本来灵活地选择成型工艺。其成型工艺简单,因为结构和材料是一体的,是同时成型制造的,所以各种结构物造型都比较容易实现,甚至可以实现结构物的整体最优结构设计。使得其经济效果突出,尤其对形状复杂、不易成型的数量少的产品,更突出它的工艺优越性。
(7)耐疲劳性能好
疲劳破坏是材料在交变载荷作用下,由于裂纹的形成和扩展而造成的低应力破坏。疲劳破坏是飞机坠毁的主要原因之一。复合材料在纤文方向受拉时的疲劳特性要比金属好得多。金属材料的疲劳破坏是由里向外经过渐变然后突然扩展的。复合材料的疲劳破坏总是从纤文或基体的薄弱环节开始的,逐渐扩展到结合面上。在损伤较多且尺寸较大时,破坏前有明显的预兆,能够被及时发现和采取措施。通常金属材料的疲劳强度极限是其拉伸强度的30%一50%,而碳纤文增强树脂基复合材料的疲劳强度极限为其拉伸强度的70%一80%。因此用复合材料制成在长期交变裁荷条件下工作的构件,具有较长的使用寿命和较大的破损安全性。
玻璃钢及其制品除具有以上突出的性能外,也不可避免地具有一些缺点。主要有以下几方面:
(1)弹性模量低
FRP的弹性模量比木材大两倍,但比一般结构钢小10倍。因此,在产品结构中常显得刚性不足,容易变形。但可以通过做成薄壳结构和夹层结构,也可通过高模量纤文或者做加强筋等形式来弥补。
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