在玻璃纤维方面,有用于电子填充用的增强纤维,有做铅蓄电池的隔板和过滤器用的化学稳定性能好的玻璃纤维,有高弹性模量的用于航空、宇航等相关产品中的高强度玻璃纤维。它们有一个特点,就是不要求其光学性能,而重点强调其物理上的力学性能以及化学上的抗腐蚀性能。
根据《玻璃手册》中提供的典型玻璃长纤维的组成,我们选择具有优越的电气绝缘性能和耐大气侵蚀性能的E玻璃纤维(即电子玻璃纤维)的成分,作优化设计用例。该文献上给出的成分范围为(重量%比):
表4-2:玻璃纤维成分含量范围
SiO2
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52-56
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CaO
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16-25
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Al2O3
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12-15
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B2O3
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8-13
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MgO
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0-6
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Na2O K2O
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0-3
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按其弹性模量不低于7700Kg/mm2=770000Kg/cm2、膨胀系数为51x10-7/℃的目标要求进行设计,如图4.3:
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图4.3:玻璃纤维设计目标
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在筛选486个成分后,
图4.4 设计过程
给出如下设计结果:
图4.5 玻璃纤维设计结果
表4-2:玻璃纤维设计结果
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直接看
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算一算
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氧化物
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重量比
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摩尔比
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重量比
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摩尔比
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1
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SiO2
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56.21562
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59.6892
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56.21562
|
59.6892
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2
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CaO
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18.3065
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20.82654
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18.3065
|
20.82654
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3
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Al2O3
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13.19507
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8.256122
|
13.19507
|
8.256122
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4
|
B2O3
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11.13705
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10.20551
|
11.13705
|
10.20551
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5
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MgO
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2.43E-05
|
3.84E-05
|
2.43E-05
|
3.84E-05
|
6
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Na2O
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0.700484
|
0.721031
|
0.700484
|
0.721031
|
7
|
K2O
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0.44525
|
0.301558
|
0.44525
|
0.301558
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图4.6 玻璃纤维设计结果打印预览
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如果将成分由重量比改为摩尔比,含量范围不变,设计结果则为下图4.7:
共筛选513个成分。
图4.7 设计过程
达到的设计结果为:
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图4.8 设计结果
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表4-3:玻璃纤维设计结果
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直接看
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算一算
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氧化物
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重量比
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摩尔比
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重量比
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摩尔比
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1
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SiO2
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48.3914
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53.75994
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48.39139
|
53.75992
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2
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CaO
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15.40248
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18.33388
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15.4025
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18.3339
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3
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Al2O3
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23.97435
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15.69506
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23.97435
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15.69507
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4
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B2O3
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10.74278
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10.2999
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10.74277
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10.29989
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5
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MgO
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0.53112
|
0.879612
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0.531119
|
0.879612
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6
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Na2O
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0.95787
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1.031607
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0.95787
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1.031606
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图4.9 打印预览
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在该文献上,该玻璃的主要性质为:除了我们的设计目标外,另有:折射率为1.547,比重为2.54g/cm3等。
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