Које су јединствене предности механичких својстава фибергласа?

1. Изузетно висока затезна чврстоћа

Затезна чврстоћа одстаклопластикетипично се креће од 1,47 до 4,8 ГПа (гигапаскали). Ова вредност је од изузетног значаја:

Далеко веће од расутог стакла: десетине пута је јаче од свог сировог материјала-растопљеног и очврслог стакла у расутом стању. Ово је углавном због малог пречника који се формира током процеса брзог извлачења-, који смањује број и величину унутрашњих дефеката (као што су микропукотине и нечистоће), пратећи Грифитову теорију да „што је мања величина, то је већа чврстоћа“.

Осим других материјала: Његова чврстоћа не само да је знатно већа од различитих природних влакана (као што су памук, лан и свила) и синтетичких влакана (као што су најлон, полиестер и арамид), већ и далеко премашује чврстину уобичајених легираних материјала (као што је челик високе-челике, чија је затезна чврстоћа генерално у распону од Г 0,8 Па). Управо ова изузетно висока специфична чврстоћа (снага/густина) чини стаклопластике идеалним ојачавајућим скелетом за лаке композитне материјале.

2. Јединствени модул еластичности

Модул еластичности (Иоунгов модул) фибергласа је показатељ његове отпорности на еластичне деформације.

Његов модул еластичности је нижи од модула еластичности већине металних легура (нпр. модул еластичности челика је приближно 200 ГПа, а алуминијума је приближно 70 ГПа), али знатно већи од модула еластичности органских влакана (нпр. модул еластичности полиестера је приближно 5-15 ГПа, а најлонски је приближно 2-5 ГПа).

Ова карактеристика модула, посредна између карактеристика метала и органских полимера, омогућава јој да обезбеди значајно ојачање крутости у композитима уз одржавање добре компатибилности деформација са релативно меким матрицама смоле.

3. Екстремно мало издужење при лому и савршено еластично понашање

Издужење при ломљењу фибергласа је веома мало, обично око 3%. То значи да се ломи под затезним оптерећењем без готово никакве значајне пластичне деформације.

На кривој затезног напона{0}}деформације, фиберглас не показује јасну тачку течења. Понаша се као савршено еластично тело: пре лома, напон је пропорционалан напрезању (по Хоокеовом закону), а деформација се скоро потпуно опоравила након растерећења. Ово је у оштрој супротности са многим органским влакнима (као што су најлон и полиестер), која, након истезања, обично пролазе кроз значајно пластично издуживање (неповратна деформација) поред почетне фазе еластичне деформације, показујући тачку течења.

резиме

Стаклопластика, са својом ултра-високом затезном чврстоћом (далеко већом од чврстоће стакла, органских влакана и легура), умереним модулом еластичности (већим од органских влакана, али нижим од метала) и изузетно малим издужењем при ломљењу и савршено еластичним понашањем, успоставио је своју позицију као главни ојачавајући материјал} за композитне материјале високе{1} форме. Ова јединствена комбинација механичких својстава-високе чврстоће, велике крутости и кртог лома-омогућава му да ефикасно носи оптерећења у композитним материјалима, пружајући кључну механичку подршку за финалне производе као што су аутомобилски делови, лопатице ветротурбина, бродови и спортска опрема. Разумевање и контрола ових механичких својстава је од суштинског значаја за оптимизацију дизајна композитних материјала и обезбеђивање њихове структуралне поузданости.