Theo hình dạng và chiều dài, sợi thủy tinh có thể được chia thành sợi liên tục, sợi có chiều dài cố định và bông thủy tinh; theo thành phần thủy tinh, nó có thể được chia thành sợi thủy tinh không chứa kiềm, kháng hóa chất, kiềm trung bình, độ bền cao, mô đun đàn hồi cao và sợi thủy tinh kháng kiềm (chống kiềm), v.v.
Nguyên liệu chính để sản xuất sợi thủy tinh bao gồm: cát thạch anh, alumina và pyrophyllite, đá vôi, dolomit, axit boric, soda ash, mirabilite, fluorit, v.v. Phương pháp sản xuất được chia thành hai loại chính: một là trực tiếp tạo sợi từ thủy tinh nóng chảy; loại còn lại là trước tiên tạo các viên hoặc thanh thủy tinh có đường kính 20 mm từ thủy tinh nóng chảy, sau đó nung nóng và nấu chảy lại bằng nhiều cách khác nhau để tạo ra các viên hoặc thanh thủy tinh có đường kính từ 3 đến 3 mm, cho đến các sợi rất mịn 80μm. Các sợi dài vô hạn được kéo bằng phương pháp kéo cơ học từ các tấm hợp kim bạch kim được gọi là sợi thủy tinh liên tục, thường được biết đến là sợi dài. Các sợi không liên tục được tạo ra bằng con lăn hoặc luồng khí, được gọi là sợi thủy tinh có chiều dài cố định, thường được biết đến là sợi ngắn.
Sợi thủy tinh được phân loại thành các cấp độ khác nhau dựa trên thành phần, tính chất và công dụng của chúng. Theo quy định về cấp độ tiêu chuẩn, sợi thủy tinh cấp E được sử dụng rộng rãi trong các vật liệu cách điện; cấp S là một loại sợi đặc biệt.
Loại thủy tinh được sử dụng trong sản xuất sợi thủy tinh khác với loại thủy tinh được sử dụng trong các sản phẩm thủy tinh khác. Nhìn chung, thành phần thủy tinh của các loại sợi đã được thương mại hóa như sau:
Sợi thủy tinh có độ bền cao và mô đun đàn hồi cao
Vật liệu này có đặc điểm là độ bền và mô đun đàn hồi cao. Độ bền kéo của sợi đơn đạt 2800MPa, cao hơn khoảng 25% so với sợi thủy tinh không chứa kiềm, và mô đun đàn hồi đạt 86000MPa, cao hơn cả sợi thủy tinh loại E. Các sản phẩm FRP được sản xuất từ vật liệu này chủ yếu được sử dụng trong công nghiệp quân sự, hàng không vũ trụ, đường sắt cao tốc, năng lượng gió, áo giáp chống đạn và thiết bị thể thao.
Sợi thủy tinh AR
Còn được gọi là sợi thủy tinh kháng kiềm, sợi thủy tinh kháng kiềm là vật liệu gia cường cho bê tông (xi măng) cốt sợi thủy tinh (gọi tắt là GRC), một loại sợi vô cơ tiêu chuẩn cao, và là chất thay thế lý tưởng cho thép và amiăng trong các cấu kiện xi măng không chịu tải. Đặc tính của sợi thủy tinh kháng kiềm là khả năng kháng kiềm tốt, có thể chống lại sự ăn mòn của các chất kiềm cao trong xi măng một cách hiệu quả, lực bám dính mạnh, mô đun đàn hồi cao, khả năng chống va đập, độ bền kéo và uốn, không bắt lửa, chịu được sương giá, chịu được nhiệt độ, khả năng thay đổi độ ẩm mạnh, khả năng chống nứt và chống thấm tuyệt vời, khả năng thiết kế mạnh mẽ, dễ tạo hình, v.v., sợi thủy tinh kháng kiềm là một loại cốt thép xanh và thân thiện với môi trường mới được sử dụng rộng rãi trong vật liệu bê tông (xi măng) cốt thép hiệu suất cao.
Kính D
Còn được gọi là thủy tinh có hằng số điện môi thấp, nó được sử dụng để sản xuất sợi thủy tinh có hằng số điện môi thấp với độ bền điện môi tốt.
Ngoài các thành phần sợi thủy tinh nêu trên, hiện nay đã có loại sợi thủy tinh không chứa kiềm mới, hoàn toàn không chứa boron, nhờ đó giảm thiểu ô nhiễm môi trường, nhưng vẫn giữ được tính chất cách điện và cơ học tương tự như thủy tinh E truyền thống. Thêm vào đó, còn có loại sợi thủy tinh cấu tạo kép, đã được sử dụng trong sản xuất bông thủy tinh, và cũng được cho là có tiềm năng gia cường bằng sợi thủy tinh. Ngoài ra, còn có sợi thủy tinh không chứa flo, một loại sợi thủy tinh không chứa kiềm được cải tiến, phát triển nhằm đáp ứng các yêu cầu bảo vệ môi trường.
Ngoài các thành phần sợi thủy tinh nêu trên, hiện nay đã có loại sợi thủy tinh không chứa kiềm mới, hoàn toàn không chứa boron, nhờ đó giảm thiểu ô nhiễm môi trường, nhưng vẫn giữ được tính chất cách điện và cơ học tương tự như thủy tinh E truyền thống. Thêm vào đó, còn có loại sợi thủy tinh cấu tạo kép, đã được sử dụng trong sản xuất bông thủy tinh, và cũng được cho là có tiềm năng gia cường bằng sợi thủy tinh. Ngoài ra, còn có sợi thủy tinh không chứa flo, một loại sợi thủy tinh không chứa kiềm được cải tiến, phát triển nhằm đáp ứng các yêu cầu bảo vệ môi trường.
Bạn có thể chia sợi thủy tinh thành các loại khác nhau, tùy thuộc vào nguyên liệu thô được sử dụng và tỷ lệ của chúng.
Dưới đây là 7 loại sợi thủy tinh khác nhau và ứng dụng của chúng trong các sản phẩm hàng ngày:
Thủy tinh kiềm (thủy tinh A)
Thủy tinh soda hay thủy tinh vôi soda. Đây là loại thủy tinh sợi được sử dụng rộng rãi. Thủy tinh kiềm chiếm khoảng 90% tổng lượng thủy tinh được sản xuất. Đây là loại phổ biến nhất và được sử dụng để làm các vật chứa bằng thủy tinh, chẳng hạn như lon và chai đựng thực phẩm và đồ uống, và kính cửa sổ.
Dụng cụ làm bánh làm từ thủy tinh soda lime cường lực cũng là một ví dụ hoàn hảo về thủy tinh loại A. Nó có giá cả phải chăng, rất khả thi và khá cứng. Sợi thủy tinh loại A có thể được nấu chảy và làm mềm lại nhiều lần và là loại sợi thủy tinh lý tưởng cho việc tái chế thủy tinh.
Kính chống kiềm (AE-glass hoặc AR-glass)
Kính AE hoặc AR là viết tắt của kính kháng kiềm, được sử dụng đặc biệt cho bê tông. Đây là vật liệu composite được cấu tạo từ zirconia.
Việc bổ sung zirconia, một loại khoáng chất cứng và chịu nhiệt, giúp loại sợi thủy tinh này phù hợp để sử dụng trong bê tông. Sợi thủy tinh AR ngăn ngừa nứt bê tông bằng cách cung cấp độ bền và độ dẻo. Ngoài ra, không giống như thép, nó không dễ bị gỉ.
Thủy tinh hóa chất
Thủy tinh C hay thủy tinh hóa học được sử dụng làm lớp bề mặt bên ngoài của các tấm nhiều lớp dùng cho đường ống và thùng chứa nước và hóa chất. Do nồng độ canxi borosilicat cao được sử dụng trong quá trình chế tạo thủy tinh, nó thể hiện khả năng kháng hóa chất tối đa trong môi trường ăn mòn.
Thủy tinh C duy trì sự cân bằng hóa học và cấu trúc trong mọi môi trường và khá kháng lại các hóa chất kiềm.
Kính điện môi
Sợi thủy tinh cách điện (D-glass) thường được sử dụng trong các thiết bị gia dụng, dụng cụ nấu nướng, v.v. Đây cũng là loại sợi thủy tinh lý tưởng do hằng số điện môi thấp. Điều này là do sự hiện diện của boron trioxide trong thành phần của nó.
Kính điện tử
Vải sợi thủy tinh E-glass hay E-fiberglass là một tiêu chuẩn công nghiệp, mang lại sự cân bằng giữa hiệu suất và chi phí. Đây là vật liệu composite nhẹ, được ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ, hàng hải và công nghiệp. Đặc tính của sợi thủy tinh E-glass như một loại sợi gia cường đã khiến nó trở thành vật liệu được ưa chuộng trong các sản phẩm thương mại như chậu cây, ván lướt sóng và thuyền.
Sợi thủy tinh E-glass dạng bông thủy tinh có thể được tạo thành bất kỳ hình dạng hoặc kích thước nào bằng một kỹ thuật sản xuất rất đơn giản. Trong giai đoạn tiền sản xuất, các đặc tính của sợi thủy tinh E-glass giúp cho việc gia công sạch sẽ và an toàn.
Kính kết cấu
Sợi thủy tinh kết cấu (S glass) nổi tiếng với các đặc tính cơ học. Các tên thương mại R-glass, S-glass và T-glass đều dùng để chỉ cùng một loại sợi thủy tinh. So với sợi thủy tinh E-glass, nó có độ bền kéo và mô đun đàn hồi cao hơn. Loại sợi thủy tinh này được thiết kế để sử dụng trong ngành công nghiệp quốc phòng và hàng không vũ trụ.
Nó cũng được sử dụng trong các ứng dụng áo giáp chống đạn cứng. Vì loại sợi thủy tinh này có hiệu suất cao, nên nó chỉ được sử dụng trong các ngành công nghiệp cụ thể với khối lượng sản xuất hạn chế. Điều này cũng có nghĩa là sợi thủy tinh S có thể đắt tiền.
Sợi thủy tinh Advantex
Loại sợi thủy tinh này được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp dầu khí và khai thác mỏ, cũng như trong các nhà máy điện và các ứng dụng hàng hải (hệ thống xử lý nước thải). Nó kết hợp các đặc tính cơ học và điện của sợi thủy tinh loại E với khả năng chống ăn mòn axit của các loại sợi thủy tinh E, C, R. Nó được sử dụng trong môi trường mà các cấu trúc dễ bị ăn mòn hơn.
Thời gian đăng bài: 11 tháng 5 năm 2022
