玻璃钢材料（通用12篇）
玻璃钢材料 篇1
0 引言
1958年, 我国玻璃钢块研制成功, 改革开放之后, 我国玻璃钢与复合材料产业得到了系统的发展, 形成了完善的工艺体系, 标准化生产体系越来越完善, 相关产品的领域也得到了显著的扩展, 玻璃钢与复合材料已经在建筑、能源、船舶、航空、航天、石油、电子电器、体育器械、节能环保、化工、医疗等产业中得到了广泛的应用。玻璃钢与复合材料已经成为国民经济发展必不可少的重要物质基础。
1 行业发展情况
我国玻璃钢与复合材料产业, 经历70余年的发展历程, 生产产量得到大幅提升, 截止到2014年年底, 相关产值已经超过900亿欧元, 目前, 亚洲、北美以及欧洲是我国玻璃钢和复合材料产业的主要应用区域。从全球范围来说, 玻璃钢与复合材料增长以我国最为显著, 从1978~2013年, 相关产业增长倍数高达683倍, 纵观多年的发展历程, 在每个阶段, 都有代表产品出现, 进入21世纪后, 我国相关设备的自动化水平越来越高, 大型结构件技术有了巨大的突破, 有效促进了这一行业的发展, 这不仅源自于国内经济发展的带动, 也源于全球化分工产业调整的促进。
2 玻璃钢与复合材料原辅材料发展现状
2.1 玻璃纤维的发展
玻璃钢与复合材料产业的发展与原辅材料的发展有着密切的关系, 其中最为重要的原辅材料就是玻璃纤维。调查数据显示, 2012年, 全球范围内无捻粗砂产量为433万t, 其中亚洲地区占比59.8%, 在用量上, 全球范围内玻璃纤维的用量为416万t, 其中亚洲是168万t。我国玻璃纤维产业的发展时间可以追溯到1958年, 到了1978年, 我国已经形成初步的玻璃纤维产业, 满足了当时工业生产的需求, 在80年代, 玻璃纤维池窑技术走在了世界发展首列, 产量得到有效的提升。目前, 我国玻璃纤维的产量已经位居全球首列, 其中超过60%的产品用于出口。在池窑拉丝技术的发展下, 各类新型技术相继出现, 耐热、高强度、耐碱性的玻璃纤维都开始实现规模化生产, 生产能耗也逐年降低, 清洁生产已经实现。
2.2 不饱和聚酯树脂的发展
上世纪80年代后, 我国不饱和聚酯树脂产量越来越高, 到2013年年底, 年产量达到178万t, 不饱和聚酯树脂有着强度高、耐疲劳、放热峰低的优势, 在风电开发、城镇建设、高速铁路、绿色建筑等领域中得到推广。为了满足环保要求, 水溶性不饱和聚酯树脂技术也开始成熟。
2.3 酚醛树脂的发展
目前, 我国酚醛树脂的年产量已经超过400万t, 这一产业集中发展时期是上世纪80~90年代, 步入2000年后, 在经济的发展下, 酚醛树脂产业无论在生产模式、原材料以及应用领域上, 都得到了显著的进步。酚醛树脂在力学性能与脆性上, 都有着显著的优势, 目前, 高纯度的酚醛树脂在印制电路板基材料、半导体封装材料与光刻胶领域中都有重要的应用。在现代酚醛技术的创新下, 这一材料也开始应用到了采矿与建筑领域。
3 玻璃钢与复合材料通用工艺装备和成型技术
近年来, 玻璃钢与复合材料生产技术朝着技术密集型以及自动化方向发展, 常见的有目前的模压、缠绕、液体模塑成型、片状模塑料复合材料, 经过多年的发展, 我国复合材料装备水平得到了显著提升, 已经有国际先进水平生产线, 生产技术也接近国际水平。纤维预加张力技术、预浸料拉挤技术、反应注射拉挤技术以及弯曲型材生产技术开始得到了推广, 无论是附加值还是技术含量, 都得到了有效的提升。此外, SMC/BMC设备的控制水平也从简单控制发展成为闭环控制, 在2012年, 具有知识产权的LFT-D模压生产线开始投放, 其最大产能达到了600 kg/h, 通用工艺装备水平的进步为我国玻璃钢与复合材料的发展奠定了坚实的基础。我国玻璃钢/复合材料工业经过50多年的发展, 已得到高度认同, 发展成为新材料领域的重要主导材料, 也是国家战略性新兴产业之一, 产量已跃居全球第一, 工艺技术水平和工业装备也有很大提升, 相关专利数量逐年快速增加, 标准体系不断完善。但与国际先进水平相比, 还存在一些差距。
4 结语
随着我国玻璃钢复合材料工业应用范围的深入和发展, 摆在我们面前的任务也越来越艰巨, 需要研究和解决的问题也愈来愈复杂。但是, 时代在呼唤我们, 要求我们要用新的思维方式和新的理念去认识复合材料, 要求我们要更好地去履行复合材料持续发展的职责和使命, 要努力去改变我国复合材料科学技术的现状。
参考文献
[1]范学忠, 张蓓.环氧树脂产业发展现状及趋势[J].中国石油和化工经济分析, 2014 (5) .
[2]栾桂卿, 苗会文, 谭军波, 等.中国复合材料船艇工业的发展现状和展望[J].玻璃钢/复合材料, 2012 (2) .
[3]梁栋, 邓蜀平, 蒋云峰, 等.碳纤维复合芯电缆国内外技术研发现状及工程应用进展[J].化工新型材料, 2011 (S1) .
[4]危良才.国内外玻璃纤维制品生产现状及发展动向[J].纤维复合材料, 2005 (2) .
玻璃钢材料 篇2
一、综述
2008年注定是一个不平凡的年份，中国改革开放30周年，神七飞天宇航员成功出舱，百年奥运梦想顺利实现，又恰逢我国复合材料/玻璃钢工业50周年。回顾我国复合材料/玻璃钢工业50年的历程，从业人员从最初的7人研究小组发展到现在的超过25万人，产品应用领域从最初的航天耐烧蚀防热部件发展到现在的航天、航空、船舶、交通、能源等国防和国民经济领域，工艺技术及装备由单一手糊、层压工艺发展为拥有门类齐全、与国际同步的工艺及装备。
中国的复合材料/玻璃钢工业肇始于1958年。发展历程大致可分为三个阶段。1958-1978年为第一阶段阶段，致力于国防军工，从无到有，为我国复合材料/玻璃钢工业发展打基础。
1978-1998年是第二阶段，十一届三中全会以后，我国从计划经济转型为市场需求导向，复合材料/玻璃钢工业厚积薄发，在国民经济各个领域全面开花。先进复合材料开始起步，初步建立了完整的研发生产测试体系。
1999-2008年，新产品迅速上升，新产品、新工艺与世界同步发展，我国的复合材料/玻璃钢工业开始腾飞，先进复合材料在航空航天领域获得了新的发展。通观行业50年发展历程，复合材料/玻璃钢产量从1978年的6000多吨，发展到1990年的近10万吨，2004年即超过100万吨，2008年我国树脂基复合材料年产量295万吨，跃居世界第二位。我国复合材料/玻璃钢工业一直处于由小变大、由弱变强的迅猛发展之中。
图1为近年来中国复合材料/玻璃钢产品产量及分布。
***200***035.13.54429302225866.63466.24873.35080.55494.460*********108.2158.3179.52212.4199719992001总量FRSP2003FRTP2005CCL20072008图
1国内FRP总产量及分布（万吨）
二、中国复合材料/玻璃钢工业的起源与成立
在党中央、国务院领导下，原国家建筑材料工业部（局）对我国复合材料／玻璃钢工业的发展起了先导性和基础性的作用。1955年10月，老红军、时任重工业部副部长的赖际发同志赴前苏联考察，发现玻璃钢的优异性能，回国后向中央报告，组织力量开始研究。
1958年1月，在时任建材部部长赖际发同志的亲自关怀和指导下，建材部玻璃陶瓷研究院从屋面材料室抽调文和阳、涂序梅、何宇声、饶芳甫、方尚华、万进书、詹惠珍等7名同志组成了我国第一个玻璃钢研究小组，开始玻璃钢研究工作，同年5月，研制成功我国第一块玻璃钢板材。1960年建材部玻璃设计院成立新材料设计室。1960年2月4日筹建建
工251厂。1965年9月起，上述二个研究设计室与二五一厂合并，成立北京玻璃钢研究所，同时具有北京二五一厂的名称。1986年10月升格为国家建材局玻璃钢研究设计院，并继续保留北京二五一厂名称。1999年更名为北京玻璃钢研究设计院（北玻院）。
上海玻璃钢研究院（上玻院）创建于1960年。1965年12月31日，同济大学新材料结构研究所组建成上海玻璃钢结构研究所。1980年2月4日，更名为上海玻璃钢研究所。2005年12月，更名为上海玻璃钢研究院。
哈尔滨玻璃钢研究院（哈玻院）创建于1960年, 其前身为哈尔滨建筑工程学院玻璃钢研究室，隶属原国家建筑材料工业局。
南京玻璃纤维研究设计院（南玻院）创建于1964年，隶属国家建筑材料工业局。1999年7月，根据国家经贸委242家科研院所体制改革方案，北玻院和南玻院进入中国非金属矿工业(集团)总公司，哈玻院进入中国建筑材料集团公司，上玻院进入上海建材集团。
北玻院、上玻院、哈玻院、南玻院以及常州253厂（天马集团有限公司）等玻璃钢复合材料专业研究院所（厂）的建立标志着我国复合材料/玻璃钢工业研究开发组织体系正式成立，中国复合材料／玻璃钢工业肇始50周年即原于此。
三、复合材料工艺技术与产品发展历程
3.1 艰苦创业，自力更生、成绩斐然的20年（1958-1978）
我国复合材料/玻璃钢工业自60年代初从起步就开始在航天、航空、船舶、电子、兵器及核工业等领域，为我国国防工业现代化配套建设做出了重大贡献。在这一时期，我国复合材料/玻璃钢工业处于成长时期，复合材料/玻璃钢工艺中的接触成型、层压、模压、布带缠绕、纤维缠绕工艺及设备设计技术已经基本掌握，从原材料、产品试制到性能测试的研发体系初步建立，国家宏观的研发生产布局框架已经基本完成。同时，玻璃钢渔船等民用复合材料/玻璃钢也开始得到应用。
1973年11月国家建筑材料工业局玻璃钢技术交流组在保定成立，参加会议的有北京玻璃钢研究所、上海耀华玻璃厂研究所、哈尔滨玻璃钢研究所、常州二五三厂、秦皇岛工业技术玻璃厂、南京玻璃纤维研究设计院和建材研究院情报所七个单位。
1974年5月，专业技术期刊《玻璃钢》杂志创刊，后发展为《玻璃钢/复合材料》。1975年5月首届玻璃钢技术交流组年会在广西宜山召开。现在广州召开的为第十七届年会。
3.1.1第一块玻璃钢在北玻院诞生
1958年在赖际发部长亲自关怀下，建材部玻璃陶瓷研究院抽调了7位同志组成了玻璃钢小组，开始玻璃钢研制。这7位同志都是学硅酸盐和沥青的，对玻璃钢闻所未闻，当时也没有任何仪器设备，条件十分困难，但他们没有被困难所吓倒，而是发扬了敢想敢干，艰苦创业的精神，仅仅一个多月时间就搞出了我国第一块10毫米厚玻璃钢板，获得朱德总司令的嘉奖和题词。
3.1.2原材料发展情况
1957年，在北京管庄的建材研究院与上海耀华玻璃厂先后以坩埚拉制出了无碱玻璃纤维。1962～1966年，南玻院完成中碱5#玻璃纤维和无碱1#（R2O<0.5%）玻璃纤维的研制，上海耀华玻璃厂完成生产试验并全国推广，成为我国玻纤工业二大主要产品。
1960年至1962年中科院化学所研制的耐烧蚀树脂取得了工程应用，合成了耐烧蚀性能较好的616酚醛树脂，1965年开始在北京二五一厂生产。经过数十年的发展完善，目前616酚醛树脂和钡酚醛树脂仍是耐烧蚀树脂的主导产品。
1966年建材二五三厂（常州）从英国引进年产500吨不饱和聚酯树脂的设备和生产工艺，为聚酯复合材料发展奠定了原材料基础。3.1.3航天用复合材料
1961年国防科委、国家科委同时向建材院玻璃钢室和哈尔滨建工学院玻璃钢室下达了东风二号（1061）耐烧蚀大面积防热部件的研制任务。经过三年的艰苦奋战，建工二五一厂成功地将玻璃钢大面积烧蚀材料应用到导弹壳体上。
1965年哈玻院接受了玻璃钢发动机壳体的研制任务，1985年通过部级鉴定，1990年正式应用于“长二捆”运载系统的近地点发动机，这是我国第一发用于飞行的大型玻璃钢壳体。
1966年9月，北京二五一厂（北玻院）承担了东方红卫星（651工程）大型玻璃钢喷管的研制任务，1967年研制成功，首次应用于1970年4月24日发射我国第一颗人造地球卫星。
1971年上玻所设计安装了直径为44米的大型全玻璃钢蜂窝夹层结构的地面雷达罩。3.1.4航空气瓶
1960年国家下达玻璃钢高压气瓶的研制任务，1963年建工二五一厂采用玻璃纤维缠绕成型工艺在国内首家研制成功玻璃钢气瓶。1964年以后，哈玻院和上玻院也相继开展了玻璃纤维缠绕工艺及玻璃钢气瓶的研究工作。1966年11月多种规格的玻璃钢气瓶通过了部级工艺性能鉴定。3.1.5民用产业萌芽
1967年我国开始研发BMC，1975年开始研发SMC。一些民用复合材料/玻璃钢，像模压玻璃钢座椅、贮罐、风机叶片、船艇等相继开发研制成功，复合材料/玻璃钢民用产业开始萌芽。
3.2技术引进，厚积薄发、发展壮大的20年（1979-1998年）
改革开放此后，生产社会化，通过自主创新与吸收国际先进技术，国家经济建设与人民生活所需的玻璃钢工业是获得长驱的进步，各种工艺、装备得到长足的发展。1985年引进SMC生产技术和设备、1987年末引进意大利缠绕管道与贮罐生产技术与设备，1993年引进玻璃钢夹砂管生产线，带动了我国复合材料/玻璃钢的技术进步与规模化生产，随后又陆续引进拉挤、RTM等工艺及装备。
我国复合材料/玻璃钢完整的原材料、产品、测试研发体系已经建立。这一时期，我国复合材料/玻璃钢厚积薄发，在国民经济各个领域全面开花，每年都有新的玻璃钢产品研制成功，如冷却塔、化工贮罐、水箱、管道、体育器材及文娱用品等都相继投产。以碳纤维复合材料为代表的先进复合材料开始起步，先后获得了 “863计划” 等国家重大科研计划的大力支持。1998年复合材料/玻璃钢年产量达到35.5万吨。
1979年10月，中国硅酸盐学会玻璃钢专业委员会成立。1984年更名为玻璃钢/复合材料专业委员会。1989年更名为中国硅酸盐学会玻璃钢学会。
1980年9月，“全国塑料标准化技术委员会”成立，将玻璃钢吸收为该委员会的一个分会。1984年6月，“全国纤维增强塑料标准化委员会”成立，一直延续至今。
1984年3月，“国家建筑材料工业局玻璃钢制品质量检测中心”成立，1991年“国家玻璃钢制品质量监督检验中心”成为国家级检测中心。
1985年，《玻璃钢/复合材料》期刊改为国内发行，1988年改为国内外发行，国内统一刊号为CN11-2168。
1984年，全国性行业组织中国玻璃钢工业协会成立，后更名为中国复合材料工业协会。1995年，亚洲规模最大复合材料领域的展览会“第一届中国国际复合材料展”举办，迄今已成功举办14届。3.2.1原材料发展情况
1986年我国池窑拉丝生产线在重庆投产。截至1998年底，我国玻璃纤维年产量18万吨，缝编毡、短切原丝毡、连续毡、多轴向织物等各种类型的增强材料相继进入市场。80年代以来，我国先后引进不饱和聚酯树脂（UPR）和环氧树脂生产技术，促进了技术进步。开始了中国大陆基体树脂的规模化生产。3.2.2国防军工上的应用
我国在热防护材料和先进复合材料研制上取得了卓越的成就，新型弹头防热材料、玻璃钢发动机及喷管、导弹发射筒、级间段等功能材料和结构材料的相继应用。复合材料叠层板构件制造技术在飞机制造应用上已趋于成熟，大量应用于垂尾、前机身、机翼主承力结构、平尾等飞机部件。
碳/环氧复合材料结构件成功用于风云二号地球同步卫星。我国已经研制成功“芳纶高压氮气瓶”，并首次在飞机上应用。舰艇用复合材料、雷达天线罩、复合材料桅杆、舱室封面板等大型复合材料结构件投入使用。3.2.3 纤维缠绕制品
1986年，第一台玻璃纤维缠绕储罐在氯咸行业投入使用。1987年，第一台玻璃纤维缠绕塔器在钢铁行业投入使用。
1994年，陕西非金属材料研究所成功研制CNG气瓶，并首先在首都公交车上使用。1994年，第一批玻璃钢夹砂管道在给排水行业投入使用。1997年，环形气瓶研制成功。
3.2.4 SMC/BMC制品
1988年北京汽车玻璃钢制品公司引进美国SMC机组压机及模具，建立了我国首个研发与量产SMC汽车件的基地。
SMC主要产品为座椅、水箱、电表箱、卫星发射与接收碟形天线、汽车零部件、火车客车厢内饰件等。
BMC主要产品为电器产品：开关、高压绝缘件、仪表箱、塑封电机、汽车前灯反射面等。
3.2.5 拉挤工艺技术制品
自1980年代以来，我国引进英、美、意、加等国拉挤机30余台。现主要拉挤产品有门窗、格栅型材、冷却塔支架、锚杆、建筑筋材、电缆桥架，帐篷竿、钓鱼竿等。3.3自主创新，突飞猛进、走向辉煌的10年（1999-2008）
进入新世纪后，我国复合材料/玻璃钢工业开始腾飞，产品产量迅速上升，机械化程度显著提高，新产品新工艺与世界同步发展，大型风机叶片、游艇、交通运输用复合材料、土木工程建筑补强用复合材料等飞速发展，复合材料大量应用于奥运场馆建设，西气东输工程，三峡工程、南水北调工程化等，截止2008年，我国复合材料年产量约295万吨，居世界第二位。比1978年增加480倍，比1998年增加约8倍。上世纪80年代末期，我国玻璃钢成型技术，接触（手糊）成型占85%以上，到“十五”末期，机械成型已跃升达60%。3.3.1原材料发展情况
2007年我国玻璃纤维年产能逾162万吨，不饱和聚酯树脂年产量115万吨，环氧树脂产量60万吨。预计2008年我国玻璃纤维年产能逾226万吨，不饱和聚酯树脂逾125万吨，环氧树脂65—70万吨。我国已经成为全球最大的玻璃纤维生产国，不饱和聚酯树脂产量与用量最大的国家环氧树脂产量、进口量、消费量最大的国家。3.3.2航空航天领域的应用
专门为满足我国航空航天建设急需而发展的复合材料/玻璃钢工业，在经历了50年的风雨历程，在最能发挥复合材料/玻璃钢优异性能的航空航天领域得到新的应用。神舟飞天、嫦娥探月、10号工程等，为先进复合材料的发展提供了广阔的应用舞台，航天703所、43所、529厂，航材院、625所等单位在先进复合材料的发展应用方面做出了杰出的贡献。
“耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术”荣获2004年度国家技术发明奖一等奖，“神舟飞船用先进复合材料主承力结构及特种无机非金属材料” 荣获2004年度国家科技进步二等奖，标志着我国在先进复合材料研究领域取得了重大突破。3.3.3可再生能源方面的应用
上玻所是我国第一批参加国家科委，电力部下达研究风力发电任务的单位，先后成功试制出3米、6米、10米、19米、32米等多种规格的风力机叶片。2004年我国自行研发成功1MW（1000KW）风机用叶片已装机运行。2006年上半年制造成功1.5MW风机叶片，单片叶片长37.5米。北京玻璃钢研究院开发了适合我国风况的1.5MW――2.0MW风机叶片，叶片长40.25米。据统计，到2008年底，我国风机叶片生产能力5000MW，其中产能最大者当推中复连众公司。预计到2010年，全国生产能力将超过9000MW。3.3.4交通运输用复合材料
近5年来SMC、GMT模压汽车件，火车内饰件发展甚速，已建成规模化的专业生产企业10家。双层客车壁板、洗手间地面、酚醛玻璃钢风管等已成功应用。CNG瓶已批量装车使用，并随整车出口。2006年高阻燃低发烟SMC通过鉴定。汽车牵引的摩托车玻璃钢拖车出口欧美。火车铁轨连接用玻璃钢鱼尾板已投入实用。高速公路上的玻璃钢防眩板、反光标志已普及。地铁第3轨保护罩及其支座、电缆支架、紧急逃生平台等已规模化采用。
2002年《聚合物基复合材料液体成型技术及其应用研究》荣获得国家科学技术进步二等奖。
3.3.5民用船船领域用制品
1999年7月，33 m玻璃钢渔船下水，标志着我国的玻璃钢渔船设计制造水平上了一个新台阶。2008年，首艘国产太阳能FRP游艇在珠海建造。
我国复合材料船艇工业的飞速发展对船艇入级和产品的标准化、规范化提出了要求，自 70 年代以来我国已制订了一系列的复合材料船艇的技术、工艺标准，我国复合材料船舰制造技术与标准正在逐步与国际接轨。3.3.6建筑领域
1999年，容积1260立方米的组合式模压SMC水箱投入使用。
2000年起，利用碳纤维片材加固混凝土结构技术的建筑结构补强在国内兴起，基础设施修复、更新、加固已构成复合材料目前极重要的应用领域。
2003年玄武岩纤维增强电厂用混凝土冷却塔与水坝取得成功。2006年建筑混凝土用复合材料/玻璃钢筋材通过鉴定。3.3.7环保领域
2006年我国在苏州建立年产能达11万只复合材料气瓶的生产基地。中材科技（苏州）公司生产的复合材料气瓶已成为全球四大品牌之一。中国复材集团2008年年产CNG(压缩天然气)气瓶17万只基地在沈阳奠基。
2006年春北京高碑店电厂烟塔合一除硫系统中，烟气管道采用ECR纤维增强乙烯基酯树脂制作的玻璃钢管，直径达7m，以立式缠绕机与卧式缠绕机现场制造，质量甚得好评。
四、中国复合材料/玻璃钢工业的可持续发展 4.1复合材料低成本技术
保持复合材料工业的可持续发展，降低成本尤为重要。复合材料的成本较高，特别是制造成本（70%以上）较高，成为其进一步扩大应用的主要障碍之一。复合材料的低成本制造技术已经成为目前各国发展的热点。主要研究方向为：共固化/共胶接和大型整体成形、RTM及其衍生工艺、自动铺带技术、自动纤维铺放技术、设计制造一体化技术等。4.2功能复合材料
未来复合材料的研究方向将集中在多功能复合材料、机敏智能复合材料、纳米复合材料等领域。
功能复合材料具有导电、磁化、光、压电、微电子、生物活性等功能特性的复合材料。多功能复合材料是功能复合材料的发展方向。
机敏复合材料是指材料自身具有感知并作出反应的能力。将有传感功能的材料和具有执 4
行功能的材料通过某种基体复合在一起，通过外部信息处理系统把传感器给出的信息传达或启动执行材料运作。
纳米复合材料是当前复合材料的新生长点之一。纳米复合材料是指内含一维尺寸小于100纳米的相，使材料性能发生非线性变化的多相复合材料 4.3热塑性复合材料（FRTP）
热塑性复合材料冲击韧性好，生产是物理过程、无污染、较易回收利用，是复合材料发展一个方向。
2003年开发了PP/GF混编的缝编织物，用于压制FRTP滑水板。长纤维增强热塑性塑料——粒料（LFT-G）生产线近两年已增至11条；直接法（LFT-D）生产线台商正在长春建设中，为一汽配套。2006年我国自主研发的年产5000吨GMT生产线，2007年下半年在江苏江阴投入运行。泰山玻纤公司开发玻纤/热塑性树脂复合纱（国家863项目）及其复合材料制品生产工艺已取得突破性进展。4.4环境友好复合材料
目前发达国家已执行了严格的环保标准，如要求工作环境中苯乙烯挥发物含量低于30ppm；对复合材料制造和使用过程中产生的废弃物的回收处理和综合利用研究是今后的发展方向之一。
五、小结
纵观50年发展历程，从早期航空航天用烧蚀材料、高压容器，到国民经济各个领域的广泛应用，再到先进复合材料在航空航天领域的深度拓展，我国的复合材料/玻璃钢工业从无到有，从小到大、从弱到强，走出了有自己特色的发展之路，发展的速度令西方实业界人士震惊。
但是在近10年先进复合材料工艺技术和设备发展大潮中，与国外相比，我国的进步又显得不够。门类上我国似乎近于齐全，但品种质量不高，产品的技术水平较落后。先进复合材料用增强材料和树脂大多依赖进口，高端成型设备还不能自已制造。
新材料：特种玻璃迎黄金发展期 篇3
近期，《新兴产业“十二五”规划》总报告及七个产业《规划》正陆续上报国务院，并将尽快对外公布。作为七大新兴产业基石的新材料将因此迎来一轮高速发展的黄金期。特种玻璃（包括光伏玻璃和超玻璃两个子行业）作为新能源行业和高新技术产业的重要原材料，被列为《新材料产业“十二五”发展规划》重点发展产业之一，未来将持续受益于政策扶持并符合国家经济发展转型大方向。
光伏TCO玻璃供不应求。目前，传统多晶硅太阳能电池占整个光伏市场约80%。不过，膜太阳能电池转换效率和成本改善空间更大，工序更简单、能耗更少。TCO玻璃国内产能严重不足，具有光伏TCO玻璃生产能力的企业寥寥无几，拥有光伏TCO玻璃生产线的厂商主要是南玻、信义玻璃、秀强股份、中航特玻、旗滨集团等少数几家，现有生产线多处于试生产状态，光伏TCO玻璃供给主要依赖日美企业进口，价格高企，所以，国内厂商进行进口替代的空间广阔。
超玻璃需求量巨大。iPhone和iPad的热销为触摸屏带来了巨大需求空间。据Gartner预测，未来几年智能手机、平板电脑和3D电视等产品销量年均增长率都将超过50%，这必将带来触摸屏产业的高速发展，上游原材料超玻璃需求亦将水涨船高。TFT—LCD是目前最好的LCD彩色显示设备之一，将是未来市场主流。由于生产工艺难度极高，目前超玻璃生产基本被日本旭硝子、美国康宁等巨头垄断。由于国外厂商对外实行技术封锁，我国超玻璃产能缺口很大，目尚严重依赖进口。
超玻璃与TCO玻璃主题性投资机会。南玻A、中航三鑫、秀强股份、旗滨集团和洛阳玻璃等已陆续投资超玻璃与TCO玻璃生产线并逐步提升技术水平，未来有望实现进口替代。
玻璃钢材料 篇4
1 玻璃钢材料应用在环卫机械制造中是必然趋势
环卫机械中的扫地机、垃圾转运机、垃圾中转箱等,因容易腐蚀,在选材问题上一直是一个历史性难题。如果使用不锈钢材料制造环卫机械,势必产生高的代价,使成本增加。中、小型电动扫地机、垃圾转运机、垃圾中转箱开创性地使用玻璃钢作为材料,是材料发展历史上的大变革。电动扫地机如图1所示。垃圾清运机如图2所示。
目前国内70%～80%的中、小型电动扫地机、垃圾转运机、垃圾中转箱在遮盖件和有腐蚀部位已大幅度使用玻璃钢作为材料,这是因为玻璃钢具有易于造型,黏附力强,方便喷涂与装饰等诸多优势。另外,玻璃钢材料轻、韧性好、耐腐蚀强,具有广阔的使用空间,有的玻璃钢使用技术已在知识产权领域取得了技术专利。
以同样用于耐腐蚀的海上渔船为例,在国外已大量用玻璃钢作为造船材料。南非是世界上首个制造大型玻璃钢船的国家,20世纪60年代初就建造排水量上百吨的渔船,该类船耐腐蚀强,可以抵御海水的长年侵蚀。美国用于近海作业的渔船几乎都改成用耐腐蚀的玻璃钢作为材料,每年用于造船的玻璃钢数量超过20万t。日本发展更为迅速,近海的船只为适应耐腐蚀的需要,基本都使用玻璃钢代替木材。印度也有近3万条玻璃钢机动船。因为玻璃钢造价低,可以抵御海水腐蚀,能够在恶劣环境下使用,所以发展空间很大。英国、法国、德国等发达国家也在腐蚀性强的设备中大量使用玻璃钢材料,以缩小成本代价,赢取更大的效益。
考虑到节约钢材和其他有色金属与降低成本的需要,把经济性、抗腐蚀性、耐用性等相应指标结合,环卫机械制造使用玻璃钢材料已成为必然。
2 玻璃钢材料设备的特点
玻璃钢的全称为玻璃纤维增强塑料(Fiber Reinforced Plastic),是以热固性或热塑料树脂为基体,放置适量的玻璃纤维作增强的一种复合型材料。玻璃钢具有以下特点:①材料密度小,避免水的入侵;②比强度大,韧性好,可抗冲击;③容易造型,且成型快,免去不必要的加工;④成型表面光滑,省去打磨的加工时间;⑤吸水性小,可防湿、防潮;⑥导热、导电系数低,电绝缘性能好,隔热、隔电;⑦耐酸、耐碱,抗腐蚀,适用于恶劣环境;⑧能透电磁波等特性。
玻璃钢重量轻还有助于减少设备自身重量(如环卫机械上使用玻璃钢材料可减少重量20%～25%),可以减少因自重而耗费的电瓶动能,延长工作时间,增加效率。
3 注意掌握的环节
玻璃钢是一种用途广泛的复合型材料,品种多,各种品种的性能也各有所别,应注意按用途选择使用。玻璃钢一般有如下几种性能。
(1)热稳定性好,比强度大,比刚度高。可用于隔热、防热的设备与受力较大的设备。
(2)振动阻尼特性。减振和抗疲劳性能好,损伤后易修复,便于整体成型。适用在车辆制造或有振动的设备上。
(3)化工特性。需有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体作为原料,使其有好的抗腐蚀性。
按用途选择玻璃钢时,必要时可以使用树脂和金属基复合材料,如碳纤维树脂复合材料(CFRP)、硼纤维复合材料(BFRP)、芳纶树脂复合材料(KFRP)。这样不仅可以发挥各种材料的优点,而且还具有各单一相所没有的某些特征(包括工艺、物理、力学和机械加工等性能)。
4 玻璃钢用作环卫机械材料的意义
(1)合理利用资源,节能减排。使用玻璃钢材料将节约大量的钢材、有色金属,减少污染与降低碳排放,有利于节省资源,保护环境。
(2)方便推广。玻璃钢材料容易造型、重量轻、强度够、成本低;制造和使用方便,不需要大型复杂的模具;可采用手工糊制,适用于环卫车辆的车体造型。其优良的物理化学性能可适应环卫作业的恶劣环境,并起到抗腐蚀的作用,其推广使用深受人们的欢迎。
(3)造价低,维修容易。从环卫扫地车的车体遮盖件来说,其优良的成型性可避免废品率高的风险。做同样的车体遮盖件,用玻璃钢材料比用金属材料节省25%的加工费;维修费用也较少。
(4)带动经济发展。玻璃钢主要是消耗树脂和纤维,而生产树脂和纤维可以带动新兴工业的发展,有利于形成新的经济增长点,带动地方经济发展。
5 需要解决的问题
目前在环卫机械制造中使用玻璃钢作为材料仍存在一些问题和不足:①在受力或应力集中部位玻璃钢的支撑力显得较单薄;②两配件的连接和衔接与金属相比还不够密封;③不耐高温,油漆喷涂时不能烤漆。这3个问题也是玻璃钢在环卫机械制造上使用的弱点。
解决上述问题的对策:①受力、应力集中部位包覆钢质材料,或者在适当部位使用碳纤维等高强度材料;②做玻璃钢模具时严格控制精度,使衔接部位在控制范围;③玻璃钢油漆喷涂时不能烤漆,应尽量采用快干油漆。
6 结语
用玻璃钢等非金属材料代替钢材、有色金属材料是环卫机械制造领域的大势所趋,它关系到节约成本、节能减排和合理利用资源的大事。目前,资源利用,节省资源,减少污染与降低碳排放,是国家长期坚持的政策。虽然玻璃钢材料用于环卫机械制造领域还有很长的路要走,也有很多的技术难题有待攻关和克服,也有待社会各方面的协调与配合,但是,用非金属材料代替钢材、有色金属是发展的必然趋势。
参考文献
[1]蔡来喜.浅谈关于发展玻璃钢渔船存在的问题及对策[J].江苏船舶,2000(3):19-22.
玻璃钢材料 篇5
石英/氰酸酯玻璃钢复合材料的介电性能研究
以E玻纤、S玻纤、石英玻纤和环氧树脂LWR-2、氰酸酯玻璃钢复合材料为研究对象,考察了25℃时,7.35GHz、8.23 GHz、9.52 GHz、11.05 GHz下各玻璃钢复合材料的介电性能(介电常数和损耗正切),结果表明玻璃钢复合材料中介电性能较好的为石英/氰酸酯.
作 者：梁恒亮 舒卫国 陈静 宋F键 贾志刚 周晓琴 作者单位：北京航空制造工程研究所刊 名：航空制造技术 ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY年，卷(期)：2009“”(z1)分类号：V2关键词：介电常数 正切损耗 石英/氰酸酯 玻璃钢
浅析玻璃钢法兰制作工艺 篇6
【关键词】玻璃钢法兰；手糊成型
法兰是管道及容器中使用最广的可拆卸连接部件，随着玻璃钢管道、容器使用日益广泛，玻璃钢法兰的性能和制作也逐渐受到普遍重视。
常用玻璃钢法兰多用于压力不大于3MPa的中低压力管道、容器，主要结构形成有整体法兰、粘接法兰和活套法兰。
整体法兰一般为等壁厚平板法兰。该结构的优点在于法兰环与筒体为整体成型，增强玻璃纤维及织物是连续的，能充分发挥玻璃钢强度高、易成型的特性，其缺点是等壁厚结构与法兰内应力分布不匹配，难以实现等强度、等刚度设计要求；使用中，法兰环与筒体交接处易在纵向应力作用下出现较大变形，甚至出现微裂纹和开裂破坏。
粘接法兰是将法兰环与筒体分别加工，然后再将二者粘接在一起而成。该结构应用很普遍，它充分发挥了玻璃钢易成型的优点，模具简单，便于制造，适于制造大直径、小批量和异型玻璃钢法兰。但其最大的不足是法兰环与筒体间的玻璃纤维不连续，因而连接处的强度下降较大，即使在转角处采用玻璃布、短切毡进行补强，但法兰所承受的弯矩、剪力、拉力等主要还是靠粘接面上的树脂基体承担，结果造成粘接处纵向应力最大而强度又最低的局面，易出现破坏，安全性不足，且随使用温度增高，安全性还要降低。相对来说，活套法兰既具有整体法兰的特长，同时又充分利用活套金属法兰环刚度大的优势，大大降低了玻璃钢法兰在紧固后的使用过程中因两螺栓间法兰环产生弯曲、挠度过大所导致的泄漏现象。但是，如前所述，等壁厚结构仍不符合法兰内应力分布状况。为此，仍续根据法兰内应力分布情况，充分利用玻璃钢性能的可设计性、易成型等特点，选择更为合理的法兰结构形式。
根据应力分布曲线可以看出，法兰采用与筒体壁厚相同的等壁厚结构是不合理的，宜在法兰环与筒体之间设置一个过渡锥颈，随应力增加而壁厚增加，随应力降低壁厚减薄。这样既可大大降低法兰由于结构不合理而出现的局部应力集中和变形过大。提高整体强度、刚度，又可减小法兰环的挠度，使垫片受压较均匀，变形基本一致，可提高密封性，也就是说，采用锥颈式结构可使玻璃钢法兰实现等强度、等刚度设计原则，是一种合理的法兰结构形式。从成型工艺方面讲，采用手糊、冷压、压注等工艺制造锥颈式玻璃钢法兰是完全可行的，但对于大型、异型、小批量手糊玻璃钢法兰，为了减少模具投资，缩短生产周期，也可将锥颈式结构演变为柱型结构。取柱直径等于锥大端直径，高度不变。该结构仅原材料消耗稍有增加，性能不下降，而制造更方便。
現如今玻璃钢法兰的成型工艺方法有很多种。其中有最简单易学的手工糊制方法，也有比较容易建立的模压工艺成型方法；更有一些综合注射、真空、预成型增强材料或预设垫料的几种模塑方法；以及为了达到制品高性能指标而设计制造的，由计算机进行程序控制的先进的自动化成型方法。
由此可见，玻璃钢法兰的制作成型方法有很多种，它们的技术水平要求相差很大，其对原材料、模具、设备投资等的要求，也各不相同，当然它们所生产产品的批量和质量，也不会相同。
1.手糊成型法原理
手糊成型工艺又称接触成型，是树脂基复合材料生产中最早使用和应用最普遍的一种成型方法。手糊成型工艺是以加有固化剂的树脂混合液为基体，以玻璃纤维及其织物为增强材料，在涂有脱模剂的模具上以手工铺放结合，使二者粘接在一起，制造玻璃钢制品的一种工艺方法。基体树脂通常采用不饱和聚酯树脂或环氧树脂，增强材料通常采用无碱或中碱玻璃纤维及其织物。在手糊成型工艺中，机械设备使用较少，它适于非标件、小批量制品的生产，而且不受制品种类和形状的限制。
2.成型工艺流程
根据生产工单所列产品的规格及数量，以及原材料消耗定额数据，从仓库领用原材料，然后按生产需求进行玻纤布的裁剪、模具的准备及处理（清理、修整、打磨、上腊）。铺层，所有准备工作就位后，按基地规定的铺层方案进行制作，法兰的内衬层采用不饱和树脂制作，与模具接触的铺层必须是富树脂层，树脂含量大于90%，内衬层固化后取出模具进行结构加强，结构层亦采用不饱和树脂制作。先在清理好或经过表面处理好的模具成型面上涂脱模剂，待脱模剂充分干燥好后，将加有固化剂（引发剂）、促进剂、颜料糊等助剂搅拌均匀的胶衣或树脂混和料涂刷在模具成型面上，随之在其上铺放裁剪好的玻璃布（毡）等增强材料（如果涂刷的是胶衣，需等胶衣固化后方可铺放增强材料），并注意浸透树脂、排除气泡：如此重复上述铺层操作直到达到设计厚度，然后进行固化脱模、后处理及检验等。每次铺层必须用压辊压实，以防树脂未完全浸透玻纤布等预浸物，导致分层等影响质量的隐患，锥颈铺层重叠层应错开铺制以防受力不均匀，另根据制品的厚度可分几次进行糊制，每次制作厚度不宜过厚以防固化时放热温度过高，导致制品烧毁，影响制品质量，下次制作时必须对制品的胶接面进行打磨，以防制品层间胶接不充分或分层等影响质量的隐患。
3.成型设备
手糊成型工艺所用的设备较少，制作模型的设备有木工车床、木工刨床、木工圆锯；脱模一般会用到空气压缩机、吊装设备等。
由于玻璃钢弹性模量仅有金属的1/20-1/10，因此玻璃钢法兰刚度远低于钢法兰。当法兰承压后，法兰环上相邻两螺栓之间易产生过大挠度而引起介质渗透，泄漏。如靠增加玻璃钢法兰环厚度提高刚度，则会导致成本上升，采用锥颈结构活套法兰是解决这一问题的有效途径，其特点为：1.取金属弹性模具高之长，补玻璃钢之短，与达到相同刚度的玻璃钢法兰相比成本不增加；2.减少玻璃钢法兰生产加工工序，提高效率；3.拆卸、安装、维修比较方便。
玻璃钢材料 篇7
1 建筑玻璃结构的形式
1.1 框架式
框架式建筑玻璃结构是以金属材料作为玻璃面板的外框架, 并承担由玻璃面板传来的外荷载和玻璃自重, 玻璃面板直接承担外部荷载, 玻璃面板直接镶嵌在框架之中或通过龙骨直接悬挂在框架上。总体可分为以下三种。
1.1.1 明框玻璃结构
通常以铝合金材料作为骨架, 骨架上有压槽, 玻璃面板直接镶嵌其中, 从而玻璃被固定。由于从表面可以看见金属骨架, 所以称之为明框玻璃结构。其优点是玻璃面板可以牢固的被固定在铝合金骨架当中, 面板不会轻易脱落, 除非玻璃破碎。缺点是整个建筑看起来不够美观, 玻璃与骨架连接处容易积灰, 经过雨淋之后容易留下痕迹, 影响整个建筑的美观效果。
1.1.2 半隐框玻璃结构
与明框玻璃结构不同的是, 该类玻璃结构体系的横向骨架或竖向骨架被玻璃面板所遮挡。其中横向骨架被遮挡的称为竖明横隐玻璃结构, 而竖向骨架被遮挡的称为横明竖隐玻璃结构。这种幕墙的优点是玻璃有两个边被镶嵌在骨架中, 面板固定比较牢靠。缺点是加工制作和施工都比较麻烦, 现在基本已经很少采用。
1.1.3 隐框玻璃结构
顾名思义, 由于幕墙的横竖骨架被玻璃面板所遮挡, 所以称之为隐框玻璃结构。该种玻璃结构仍以金属骨架为承力体系, 玻璃面板用硅酮结构胶与挂板相粘结, 然后挂板挂在骨架上, 玻璃与玻璃之间的缝隙用硅酮密封胶密封。这种结构形式的优点完全体现在建筑外观上, 整个建筑表面看起来流畅美观, 气势恢弘, 而且结构在雨后还具备“自洁”功能。缺点是当前的硅酮结构胶的有效期只能保证十年, 十年之后玻璃面板与挂板的粘结牢靠度不能保证, 所以整个结构留下了面板可能脱落的后患。
1.2 驳接式
1.2.1 刚性连接
刚性连接即驳接爪连接在刚性构件上。
1) 实腹式支承构件。目前使用的实腹式支撑构件主要是圆管, 驳接爪与圆管相连, 玻璃固定于驳接爪上。这种结构的优点是加工制作及施工都非常简单;缺点是构件截面过大不够美观, 构件截面过小则承载力不足或构件挠度过大, 结构的力学性能难以协调。2) 格构式支承构件。一般有平面的管桁架结构、空间管桁架结构等。这种结构的优点是结构形式本身具有美感, 并且能够跨越较大跨度和空间, 且结构的挠度易于控制;缺点是构件的加工和制作精度要求较高, 而且对加工设备比较挑剔。
1.2.2 柔性连接
目前用的最为普遍的是张拉索结构。驳接爪通过连接杆与索连接, 索经过张拉后达到预定的拉力后锚固于主体结构的预埋件上。这种索系有横向索系, 竖向索系, 横竖向交错索系三种形式。这种结构的优点是结构形式看起来美观轻巧;缺点是现在这种结构形式的计算模型和计算手段对于大多数的设计人员来说都还处于初级阶段, 同时索的张拉力的控制也是施工中的一个难点。
另外还有一种肋驳接式全玻璃结构。这种结构是将驳接爪直接连接在玻璃肋上, 玻璃肋通过吊夹固定于主体结构的梁或板上。优点是整个系统都是通透的, 基本没有任何遮挡;缺点是玻璃肋与吊夹的连接可靠度当前还无法确定, 并且玻璃肋与吊夹连接处玻璃上孔的边缘应力极其复杂, 难以进行计算。
1.3 吊挂式
吊挂式玻璃结构是由吊夹、玻璃肋、玻璃面板共同组成。吊夹与主体结构的预埋件连接, 玻璃肋、面板玻璃都与吊夹连接, 玻璃肋与面板玻璃在胶缝处垂直, 从而抵抗面板玻璃由于受外荷载而产生的弯矩和挠度。这种结构的优点是采光通透性极好。缺点是玻璃的加工、运输、施工都比较麻烦。而且由于国内玻璃生产设备的限制, 超过6 m后就不能钢化, 所以大多数的吊挂玻璃结构的玻璃肋和面板玻璃的强度较低。
2 材料
建筑玻璃结构是由玻璃面材和承力骨架组成。众所周知, 玻璃属于脆性材料, 本身不能作为结构的主要承力构件, 必须借助金属构件或结构共同组成承力体系。而玻璃本身只能作为传力系统和围护系统, 同时兼作建筑物的装饰面层。玻璃建筑结构充分发挥了玻璃的部分承担荷载的作用和传力作用, 同时利用了玻璃的通透采光性能和隔热隔声效果, 在主要承力体系中充分发挥了金属材料的高强性能。
2.1 玻璃
目前常用的玻璃品种有普通玻璃、钢化或半钢化玻璃、夹胶玻璃、夹丝玻璃等。在目前的规范中, 对用于建筑玻璃结构的玻璃建议采用安全玻璃, 即后三种。因为钢化玻璃破坏后玻璃碎片不会有锋利的棱角, 一般不会伤害到人员;夹胶玻璃破坏后一般不会有碎片脱落;而夹丝玻璃则一般用于建筑物的防盗部位, 属于一种名副其实的安全玻璃。
另外, 我们为了更好的保温隔热和隔声, 制作了中空玻璃;为了保持玻璃面的干净整洁, 生产制作了自洁净玻璃;为了防盗发明了远红外线报警玻璃;为了达到装饰效果, 生产了低反射镀膜玻璃等。总之, 建筑玻璃的品种越来越多, 应用也越来越广泛。
2.2 骨架
目前用于骨架的材料主要有铝合金和钢材。铝合金材料分为RS状态和RCS状态两种, 其中前者的抗拉强度为135 MPa, 而RCS状态为84.2 MPa。由于铝合金材料的比重较小, 所以应用极为广泛, 尤其在玻璃幕墙中应用最多。但是在驳接式玻璃结构中, 由于一般情况下玻璃面板较大, 采用的支承体系要求跨越较大空间, 所以要求选用具有更高强度的材料作为承力构件或结构。这时, 我们便采用了钢材作为该结构的主骨架。由于钢材属于各向同性材料, 抗拉和抗压强度相同, 所以越来越多的钢结构被应用到了玻璃建筑中。
3 结语
建筑玻璃结构是一种比较新颖的建筑结构形式, 在我国的应用已经比较广泛, 尤其是各类玻璃幕墙的应用, 说明建筑玻璃结构在我国建筑市场中的应用前景是非常广阔的。
参考文献
[1]彭正国.铝合金玻璃幕墙与玻璃采光顶[M].北京:中国建筑工业出版社, 1996.
[2]荆军.点式支承玻璃建筑的轻型与柔性支承结构体系的研究[J].工业建筑, 2000 (10) :17-18.
[3]邹宇.玻璃建筑中带金属紧固件玻璃板的承载性能研究[J].工业建筑, 2000 (10) :39-40.
[4]杨威.点式支承玻璃帷幕建筑中四点支承玻璃板承载性能的受弯分析[J].清华大学学报, 2001 (3) :21-23.
[5]CECS 127∶2001, 点支式玻璃幕墙工程技术规程[S].
玻璃作为建筑材料的应用 篇8
玻璃, 经常被定义为金属氧化物与非结晶硅的混合物所形成的一种材料。这些成分使玻璃具有了一种无定型结构。然而这样的机构是玻璃有了更加好的透明度。
大概5000年前, 在古埃及, 人们知道沙子, 石灰和苏打粉可以用来制造玻璃, 也就是钠钙硅酸盐玻璃。可是, 最早的人造玻璃出现在公元前2500年左右。直到二十世纪晚期, 由于完全光滑外观和更加先进的玻璃制造技术的出现, 玻璃材料终于迎来了一个飞速发展的时代。
玻璃是一种易碎的, 坚硬的, 通常为透明的材料。但是大多数玻璃材料的性质是可以通过添加其他的物质来改变的。比如, 玻璃中的硼元素的含量决定了玻璃的防电与隔热的性质。因此, 越来越多的不同种类的玻璃被发明与制造出来, 并且光放应用于不同的领域内。
2 玻璃的优缺点
2.1 优点
1) 装配玻璃在建筑物外墙可以高度提升建筑物的外观美感。
2) 玻璃的轻重量能减轻建筑物的重量和建筑物对于自身与地基的压力。
3) 玻璃的耐久性优于其他的建筑材料。
4) 玻璃是现下最环保的材料。进入建筑物里面的光量可以由玻璃来控制。它可以节省建筑物使用的能量, 真正实现建筑物与环境的友好和谐共存。
2.2 缺点
1) 适合建造玻璃结构的区域十分有限。
2) 玻璃比其他传统建筑材料更加昂贵。
3 玻璃材料与传统建筑材料的对比
与传统建筑材料相比, 玻璃的开放性使建筑物内的人们可以享受室外的绿茵与美景。这可以使使用者回归大自然并且创造一个不可思议的工作环境与氛围。相对于传统建筑来说, 玻璃结构可以使建筑与环境更加和谐统一。从另一方面来说, 玻璃的物理性质与化学性质都很容易改变, 由于这一特性, 玻璃材料更加广泛的被应用并且适用于更多的应用领域。由于不同领域的需要, 彩釉玻璃, 防火玻璃, 硬化玻璃等都被研发出来并且投入使用。它们被用作装饰, 窗户, 墙体, 甚至于立柱与横梁。
然而玻璃材料有优越性的同时也有一些问题需要被关注。调查显示, 玻璃的透明性有些时候可能会导致一些个人隐私方面的问题。英国镜报报道, 伦敦塔桥空中走廊的玻璃部分, 由于一个啤酒瓶的掉落在上面而出现裂纹, 这一案例将玻璃材料的安全性又推到了风口浪尖。
4 卢浮宫的玻璃倒金字塔
法国巴黎卢浮宫玻璃金字塔已经成为了巴黎的一个城市地标。但卢浮宫地下的玻璃倒金字塔, 同样也是玻璃结构的一个大师级杰作。
这两个玻璃金字塔是由著名美籍华裔建筑设计师贝聿铭所设计, 著名爱尔兰结构工程师和建筑设计师, 彼得·赖斯, 也应邀参与到了玻璃倒金字塔的设计与建造中。他们都是玻璃结构领域的先驱者与创新者, 尤其是彼得·赖斯。这个倒金字塔是被设计作为一个光源的存在, 将外面的太阳光反射进入地下的商业区与展览区, 它也作为一个装饰元素, 让整个地下大厅更加的富丽堂皇。同时玻璃具有出色的外观与其特有的透明性, 因此, 玻璃被用来作为倒金字塔的主要建筑材料。
倒金字塔的每一个面都由最上面作为金字塔的底部边缘的混凝土构建延伸下来。这些面都由菱形玻璃板构成, 并且每四个玻璃板都由一个十字形连接器, 从内外两部分都接合在一起连接器的竖线部分传递和承受这些玻璃般的恒重, 然后横线部分阻止这些玻璃板可能的横向移动与绕轴转动的发生。由于这个倒金字塔会作为地下层的屋顶, 悬挂在半空中, 所以整个结构就会有掉落的趋势。为了解决这一问题, 张力承受能力极高的一个整体悬索结构被用来作为主体的受力结构。大量的小悬索被分别固定在每一个玻璃板的中心点来保持它们都在本身倾斜的位置不变。然后这些小的悬索再连接到主悬索网络和一些飞翔的金属小柱子上面。
倒金字塔的整个结构中最有趣的部分就是这些金属小柱子。它们非常有效率地排列并且连接金字塔内部的这些悬索。如果去除这些柱子, 金字塔内部的悬索必须连结在一个点来保证不同的玻璃板能够在一起, 成为一个完整的结构。如果连结点不是一个而是两个或者更多, 悬索作用在玻璃板上的力会分别作用于不同的方向上。玻璃板会被分别拉向不同的方向, 这样不能使每个面上的玻璃板都保持同一平面中, 以保证金字塔面的平整。除了这些, 对于不同玻璃板, 悬索与玻璃板之间的夹角并不一样, 甚至于存在很大的差距, 这样会增加悬索拉力沿玻璃板方向的分量力的大小, 不同玻璃板之间的压力也会增大, 玻璃板的安全系数同样也就会降低。如贝聿铭与彼得.赖斯所设计, 连接金属小柱子与玻璃板的悬索中的里可以作用于同一方向, 并且是所有的玻璃板都是被水平拉住, 拉往倒金字塔的中轴线。同时, 设计师设计了一些不同级别的金属柱子来分别限制不同的玻璃板。同一级别的金属柱子有悬索相连, 形成一个长方体。同时, 不同的长方体与地面由悬索彼此相连来形成整个悬索网络。由于这些元素与系统的存在, 整个玻璃倒金字塔的主体能够稳定地悬挂在地下层的天花板之上, 并且照亮整个地下层区域。
除了玻璃倒金字塔的主体结构, 它的“底部“, 也就是屋顶部分的玻璃结构, 也同样重要。倒金字塔顶部的悬索系统是独立于底部系统的。这是一个等级分明的悬索工作系统。主体系统包含了横跨整个玻璃屋顶宽度的主要悬索网。为了支撑倒金字塔“底部”的玻璃板, 带有小金属柱子的正方形支架来解决这个问题。这些小柱子被放在小悬索上面, 而这些小悬索又与主体悬索结构连接在一起。这个结构可以保证所有的悬索处于张力之下, 所有的金属柱子处于压力之下。这样可以最大可能的使用不同材料的特性来保证整个结构安全。屋顶的玻璃表面被建造成为一个非常平的金字塔形状, 这样不仅可以把落在外部的雨水排出, 并且可以增加反射进入地下层的光量。
5 发展前景
尽管玻璃已经成为了建造过程中最普遍的材料之一, 但是其特殊的性质与持续增长的需求量, 仍然促使着玻璃产品与应用的发展。在做研究时, 要考虑三个方面。第一, 玻璃材料可以有很多种制造方法, 不同的方法可以制造出不同的种类的玻璃。另一方面, 多种不同元素的加入与不同的制造方法, 也可以使玻璃具有不同种的特性。用这种方法, 可以制造出许多种具有不可思议的功能的玻璃。例如X光防护玻璃, 由于这种玻璃中含有70%的铅氧化物, 就可以防护X光与伽马射线的辐射。最后, 今天大多数的玻璃都是复合物。它们由许多具有不同功能的层所组成。如果增加或者改进这些不同的层, 许多更加先进的玻璃可能会被制造出来。如智能电致变色玻璃中的电流可以控制从外部与内部通过玻璃的光与热辐射量。因此, 可以减少用来降温与升温所用的能量。
摘要：随着建筑材料的多元化发展, 玻璃已经成为一种主要的建筑材料。在过去的几十年间, 越来越多的玻璃建筑拔地而起, 例如, 巴黎卢浮宫玻璃金字塔, 伦敦瑞士再保险大厦, 它们都已经成为了城市的地标性建筑。本文阐述关于玻璃材料的基本常识, 以及玻璃材料的优缺点与和传统建筑材料的对比, 并进行了案例分析。
航空非金属材料——有机玻璃 篇9
有机玻璃是以聚甲基丙烯酸甲酯合成树脂为基本成分制成的透明塑料, 它是一种热塑性塑料。有机玻璃的特性包括:密度小;有一定的强度, 塑性和韧性较好, 碰撞或受震时不易碎裂;透光性好, 能透过91%-93%日光, 紫外光达73.5%。主要缺点是:硬度小, 易擦毛和划伤;易溶于有机溶剂;导热性小膨胀性大。
二、航空领域应用的有机玻璃
(一) 有机玻璃板
常用有机玻璃板现有三种型号: (1) 由聚甲基丙烯酸甲酯, 加入增塑剂 (邻苯二甲酸二丁酯) 制成。耐热性较低, 韧性好, 它的使用温度通常为-60℃-60℃; (2) 由聚甲基丙烯酸甲酯, 加入耐光剂 (水杨酸苯酯) 制成。加入耐光剂能提高耐老化, 耐紫外线的照射性能。主要特性:耐热性比更高, 比较硬脆。使用温度为-60℃-100℃左右; (3) 由聚甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸共聚物加入防光剂制成。耐热性较高, 强度较高, 更加硬脆, 使用温度-60℃-120℃左右。
(二) 定向有机玻璃
将有机玻璃加热后, 保持一定时间, 有机玻璃软化后作定向拉伸, 使高分子沿受力方向排列成有序状态, 冷却后即得定向有机玻璃, 抗拉强度大, 冲击韧性好, 抗银纹性高, 对缺口敏感性小。是近年来新兴飞机座舱玻璃的主要原料。
(三) 防弹玻璃
防弹玻璃也是用有机玻璃制成的。它是利用子弹从一个粘滞的固体媒介进入另一个固体媒介时, 动能损失最大的原理, 将几层有机玻璃用透明薄膜粘合起来, 为了使防弹玻璃表面有较高的耐磨性, 最外层采用了硅玻璃, 一般用于前风挡迎风面。
三、外界因素对有机玻璃性质的影响
(一) 温度对有机玻璃的影响
温度升高, 有机玻璃软化, 强度、硬度变小, 塑性增大。温度升高还会引起化学变化。温度到160℃以上时, 聚甲基丙烯酸甲酯将开始产生裂解, 分解出低分子物, 使有机玻璃表面鼓泡, 颜色变白, 这种现象称为“发雾”, 会导致透明度大大降低。温度达到300℃以上有机玻璃就完全分解变质。温度降低, 有机玻璃变硬, 塑性减小, 脆性增大, 承受大载荷易裂纹。当温度急剧变化时, 有机玻璃表面层与内层温度相差较大, 表面层与内层的膨胀程度相差更大, 从而将产生应力, 在表面形成银纹。银纹应力集中程度较小, 对有机玻璃的强度和冲击韧性的影响都较小, 但它会使有机玻璃产生折光, 影响透光率, 更重要的是银纹在受力状态下会发展成裂纹。
(二) 日光对有机玻璃的影响
日光能加速有机玻璃的氧化变质。有机玻璃中不可避免地夹杂有化学性质不够稳定的成分。日光中的紫外线, 能够加速有机玻璃内部不稳定成分与空气中的氧化合的过程。有机玻璃与空气中氧化合后, 将变黄、变脆, 影响透明度和机械性质。
(三) 溶剂对于有机玻璃的影响
外场维修工作中使用的许多有机溶剂都能侵蚀有机玻璃。有机玻璃遭受溶剂侵蚀后, 轻者出现“发雾”现象;重者使有机玻璃大量溶解, 会在有机玻璃表层产生银纹。
(四) 应力对有机玻璃的影响
航空有机玻璃上常有以下几种应力。一是成型应力:有机玻璃成型温度低时会产生成型应力。有机玻璃成型温度范围在105℃-150℃之间, 若结束成型时, 有机玻璃表面的温度不低于105℃, 其应力为10-20kg/cm2;若低于105℃成型, 有机玻璃表面产生的残余应力在100kg/cm2。二是加工应力:对有机玻璃进行机加工时, 会产生一定的机加工应力。三是装配应力:装配座舱盖时, 螺钉过紧或旋速不均匀也会产生装配应力。为此需用限力扳手进行装配。
四、有机玻璃的保养与维护
(一) 清洗
若无经过特殊处理或添加耐硬剂, 有机玻璃易磨损、刮伤。对一般灰尘处理, 可用毛掸子或清水冲洗再以软质布料擦拭。若表面有油污, 可用软性洗洁剂加水, 再以软质布料擦洗。
(二) 打蜡
有机玻璃产品随着使用时间增加表面难免会有污损, 要使其恢复光洁明亮, 可以使用液体抛光腊定期养护, 以软布沿一定线条均匀擦拭即可达到目的。
(三) 抛光
若产品被刮伤或表面磨损不很严重, 可以尝试使用抛光机装上布轮, 蘸专用液体抛光腊均匀打光即可改善。
摘要：有机玻璃又叫明胶玻璃、亚克力等, 由于它具有很好的透明性, 历来是飞机上的一种重要的结构材料。
关键词：有机玻璃,航空领域
参考文献
[1]曹立学.飞机维护基础 (第一版) .蓝天出版社.
新型材料微晶泡沫玻璃砖问世 篇10
南大研发出能浮在水上的微晶泡沫玻璃墙砖。在南大常州高新技术研究院,人们目睹了这一新产品。这可不是普通的墙砖,正式名称叫微晶泡沫玻璃,是由粉煤灰、碎玻璃和非金属矿土等材料加工而成,重量只有普通粘土砖的一半。
作为一种新型墙体材料,微晶泡沫玻璃的原理类似于和面发酵,高温下在内部形成微小的泡孔,尽管质量轻,力学强度却不比普通墙砖弱,且保温隔热及吸音性能好。
“它的导热系数是普通墙砖的1/3,这意味着可节能70%以上。”据介绍,该产品大量使用了粉煤灰、碎玻璃等固体废弃物,符合环保节能的要求,前景十分宽广。目前常州已有数家建材生产企业、房地产商上门,洽谈该技术的成果转化。
浅谈玻璃钢储罐内衬防腐技术研究 篇11
【关键词】玻璃钢储罐；内衬质量；技术研究
一.前言
1、玻璃钢储罐的特性
（1）质量轻、强度高特点。玻璃钢储罐的相对密度在1.5～2.0之间，只有碳钢的1/4～1/5，但拉伸强度跟碳素钢相当，而其玻璃钢储罐的强度更是可以和高级合金钢相比。某些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400Mpa以上。所以，玻璃钢储罐在很多领域都得到了广泛的应用，譬如在航空领域等。
（2）优良的耐腐蚀性。玻璃钢是天生的优良耐腐蚀材料，对于大气、水和很多一般浓度的酸碱盐都有较好的抵抗力。所以玻璃钢储罐能储存一些有腐蚀性的物品，现有玻璃钢储罐类型如：耐酸贮罐、盐水贮罐、食品级玻璃钢储罐等。玻璃钢储罐现已广泛运用到多种行业。
（3）良好的电性能。玻璃钢优良的绝缘性，可以用来制造绝缘体。
（4）优良的热性能。玻璃钢热导率很低，在室温下为1.25～1.67kJ/（m·h·K），只是金属的1/100～1/1000，它是非常好的绝热材料。玻璃钢储罐也就具有了非常理想的热防护性和耐烧蚀性，使其可以承受瞬间的高温和高速气流的冲刷。
（5）优良的可设计性。玻璃钢可以根据不同产业产品的需求，设定不同的成型工艺。使玻璃钢产品具有优良的整体性。如盐酸罐、食品罐、胶水罐、防腐罐、玻璃钢搅拌罐、酱油罐等。也可以依据玻璃钢的某一性能，制造出所需的产品。这就使玻璃钢储罐可塑性增强，可以满足不同企业的需求。
（6）优良的工艺性。①多样的工艺性，可以根据产品的形状、性能等方面采用不同的工艺制作。②玻璃钢的制作工艺非常简单，可以一次成型，节约成本。然而，对形状相对复杂、不容易成型的产品，玻璃钢的工艺优越性更为明显。
2、玻璃钢储罐适用范围广
玻璃钢储罐设计灵活性大，罐壁结构性能也非常的优异，纤维缠绕玻璃钢可以增强材料或改变树脂系统来提高玻璃钢贮罐的物理性能，用来适应不同工况的需要。还可以通过结构层的厚度、壁厚结构和缠绕角调整整个罐体的承载能力，上述很多玻璃钢储罐的优异性能是普通材料无法比拟的。由于玻璃钢储罐具有优良的可设计性，其外观设计有：立式储罐，卧式缠绕储罐，运输罐，反应罐。玻璃钢储罐运用的范围十分的广泛，如：电力机电、煤炭业、石油化工、化学工业、纺织工业、及军工等多个领域。
二.玻璃钢储罐内衬防腐技术分析
1、玻璃钢储罐内衬防腐技术
1.1储罐内衬玻瑞钢。纤维缠绕玻璃钢制品的结构分为内衬层、结构层和外保护层三个部分。其中，内衬层的树脂含量相对较高，一般在70%以上，其内表面为富树脂层树脂，含量更是高达95%左右。通过内衬所用树脂选择的不同，可以使玻璃钢制品具有不同的耐腐蚀性，可以满足不同的工况需求；如有有需外层防腐蚀的场合，只需要对外保护层树脂进行相應的选择，就可以达到不同的防腐需要。玻璃钢制品是根据不同的腐蚀工况，来选则不同的防腐树脂材料，其主要的防腐树脂有：乙烯基树脂、双酚A树脂、环氧树脂及呋喃树脂等。也可以根据实际的需求来个别选用，例如：价格、酸碱度的要求进行选取。通过对内衬层树脂选择的不同，玻璃钢储罐可以应用于不同的酸、碱、盐溶剂的工作环境中，且均能表现出优良的耐腐蚀性能。
1.2玻璃钢衬里的施工
为了能够确保玻璃钢衬里的施工质量优良，应按以下要求进行施工。（1）施工的环境温度以15一30℃为最佳，相对湿度不大于80%。（2）环氧酚醛树脂以及各种辅助材料必须符合国家相应标准，玻璃布的选用是中碱无捻方格平纹粗纱玻璃布，并且要严格防止受潮和污染。（3）配料容器的选用： 施工工具都应具有耐腐性并保持干燥无油污，在漆刷后，必须清除残留在工具上的树脂，清除的树脂的方法可以存放在封闭的容器内用丙酮浸泡储存备用。用来盛树脂的专用容器用完都要清洗干净，里面不允许有任何的杂质。（4）胶料的配制方法： 称量一定量的树脂，按顺序加人稀释剂、增塑剂、固化剂及粉料，且逐次搅板均匀。树脂温度不要超过25℃，配制好的胶料要在1小时内用完。（5）基体处理方法：内衬在使用前必须要对金属表面除锈。除锈使用的石英砂使用前要进行筛选，不得有油污。颗粒要求全部通过3.2筛孔，然后使用0.8筛孔，筛出的余量不得小于40%，水含量不大于1%。喷砂除锈的作用是，清除金属表面上的油脂、锈蚀产物、氧化皮及杂物，喷砂除锈后，金属表面呈现均匀一致的金属本色，且有一定的粗糙度。
1.3质量检验及安全措施
（1）质量检验。①在施工过程中，要配备专业的技术人员进行质量监控、严格按照施工规范标准进行操作。②严格按照制度执行检查验收：要工作人员对每道工序都认真检查，合格后方能进入下一道工序施工。如上道工序不合格的，下道工序不准施工，要经返修或者检修合格后才能进行下道工序。一定要把工程的质量落实到班组，严格要求每一位施工员，发现问题及时纠正， 确保甲、乙双方联检合格率在10%以上， 优质率达98%以上。
（2）安全措施
①在喷砂除锈时，必须穿好防护服，戴好专用防护手套，防护眼罩的玻璃镜片要经常更换，以保正视线清晰，操作不受影响。粘贴玻璃钢内衬的施工人员必须配带防毒口罩。②在操作时，操作员拿起喷枪并发出可操作信号后，才可以将压缩空气送入至砂罐，当操作终止或者中途停工时，应等喷砂管内空气完全排净后，方可以放下喷枪，且喷口不得朝人，喷口堵塞时，必须停风后处理。③粘衬内贴前要保证照明和通风良好，罐内的架设要安全可靠，要经过安检部门的验收批准后才能够投入使用。罐内的照明设备必须是防爆照明设备。④所有的电器设备必须有良好可靠的接地接零装置。空压机操作方面，要设专人专岗启动和关闭，他人一概不能私自启动机械。⑤工作现场严禁携带火种和吸烟。⑥施工现场要配备灭火器， 施工人员要会使用灭火器，以防止火灾。
三.总结
浅析玻璃材料在陶瓷艺术中的应用 篇12
陶瓷在中国有着相当浓厚的文化历史, 在我国古代占据了重要的地位, 当今大环境下, 不同材料的不同技法, 创作形式, 观念之间互相借鉴, 参考, 以至于越来越多的陶瓷艺术家已经不再满足于单一材料的制作, 随之而来的便是不断有各种不同的综合材料开始介入到陶瓷的创作中, 玻璃, 在正是在这个时候闯入了陶瓷的世界。陶瓷材料是有着很强的包容性的一种材料, 玻璃和陶瓷都有着他们各自独立的材料语言和表现方法, 在跟玻璃的融合过程中, 艺术家可以很好的探索两种材料之间新的语境, 也能让艺术家们在探寻材料的过程中不断提高对材料的理解和掌握。
一、玻璃介入陶瓷为创新注入新鲜血液
人们更加深入的探索材料的精神和内涵使得艺术的表现形式和把表现手法都发生了变化。玻璃材料是一种矿物质, 。而陶瓷材料则是以高岭土经过调配, 后期的制作, 加工再通过窑火的烧制而成。二者的结合能够创造出无限的瞎想, 陶瓷多一些朴拙, 玻璃多一些迷幻, 他们之间相互取长补短, 陶瓷能在玻璃的华美颜色下得到补充, 玻璃也能使陶瓷作品多些天马行空的表现特点, 艺术家们在陶瓷与玻璃上的努力尝试为当代陶瓷玻璃艺术增添了多种多样的不同色彩, 也是陶瓷材料的一次新蜕变, 摆脱了传统造型和形式上的束缚, 为思维的创新打开了大门。
作者在研究生期间, 制作了第一件陶瓷和琉璃相结合的作品——《时间的积淀》 (图一) , 作品可能还有许多不成熟的地方, 但是对于自己来说算是迈出了陶瓷和琉璃融合的第一步。
这个作品是分两部完成的, 首先是制作陶瓷部分, 用瓷泥镂空的方法制作的动物头骨, 再用玻璃做一个大的长方体, 在灯光的照射下仿佛沉浸在海底深处, 经过了时间的积淀才形成现在的样子。光的作用对于玻璃所要表达的事物情感有着至关重要的作用, 不同的光线映衬的玻璃作为载体的作品给人的感觉就不一样, 图一中, 在光线充足的情况下可以看见玻璃里面的气泡, 这些调皮气泡给予作品增添了许多的生气, 让观者感觉作品是活的, 感觉鳄鱼还会呼吸, 而当光线昏暗的时候, 玻璃连同陶瓷都会感觉很寂静, 玻璃没有了光线, 陶瓷制作的鳄鱼头骨像是沉睡在水里, 没有活力。
二、材料的结合为创新提供可能
当代陶瓷艺术的发展虽然突破了传统陶瓷艺术的桎梏, 但是仍旧在形态, 表现手法上还是没有做到完全的创新, 我们还是能够在其中看到传统陶艺的缩影, 在技术飞速发展的今天, 仍然要求我们要不断标新立异, 突破创新。玻璃材料的融入, 使得陶瓷语言, 形态和内容上吸收了新的养分, 使人们开始重新考虑各个材料之间造型, 形式, 色彩搭配, 内容等相关的关系, 互相吸取对方的长处, 能够带来更加丰富多彩的艺术创作和表现。作品的造型的好坏直接影响着读者如何去理解作者的情感表达, 形态既要能够让人们所接受, 又要有眼前一亮, 造型的创新将是最容易表现给观众这种直观的感受的。
在戴舒丰老师的展厅里看到了他制作的陶瓷与玻璃相结合的作品 (图二) ——青青的山, 这是一个简单的两个材料叠加的作品, 但是这看似简单的背后又蕴含着对于材料的把握, 线的把握, 颜色的把握等。一块古朴的陶瓷放在没有抛光呈磨砂感的玻璃上面, 两者相接的地方是一条蜿蜒曲折且富有韵律的线条, 远远看去好像他们分离开来, 其实连接在了一起。陶瓷和玻璃这两种材料的造型都十分的简洁明了, 但是却意味深长, 材料质感的反差给予观者极强的视觉冲击力。当我从远处看时, 首先感觉到的是那像河流一般的玻璃, 稳重厚实如山的陶瓷压在上面, 给人仿佛置身于此山, 此水的风景当中, 山水情意顿时就涌了上来, 观赏之余不得不感叹戴老师的工艺的精湛和对于材料, 艺术理解的深度。
陶瓷创作从单独的陶瓷材料到多样的媒介创作是陶瓷史上的一个里程碑, 主要是因为艺术家希望通过尝试不同的材料以表达他们内心想要得到的精神诉求。玻璃材料可塑性强, 视觉效果震撼, 精神文化丰富开始为众多陶瓷艺术家们所喜爱。在尝试将两者结合的过程中, 可以将他们的材料的主次, 颜色的搭配, 形态的掌控, 装饰的呼应等把握, 根据作者的内心需要在创作的各个阶段将玻璃和陶瓷展现他们各自的料性, 从而制作出不同风格的作品。
三、结语
玻璃介入陶瓷打破了两种材料一直以来界定的范畴, 模糊了传统和现代陶瓷的视觉传达, 为新的事物——陶琉一体化带来了非比寻常的艺术创作体验。挖掘材料背后更加深沉次的材料的语言, 对作品的思维, 形态, 想法进行新的表现, 不管是视觉效果还是精神范畴, 都将拥有更加广阔的空间去让我们探索。
参考文献
[1]王进.琉璃.重庆:重庆出版社.2008.
[2]刘鹏.玻璃介入陶艺创作的表现形式.南京艺术学院学报 (美术与设计版) .2013年04期.