Grafīts tiek plaši izmantots ķīmisko iekārtu ražošanā, pateicoties tā lieliskajai izturībai pret koroziju, elektrovadītspējai un termiskajai stabilitātei. Tomēr grafītam ir relatīvi vājas mehāniskās īpašības, īpaši trieciena un vibrācijas apstākļos.Stikla šķiedra, kā augstas veiktspējas kompozītmateriāls, piedāvā ievērojamas priekšrocības, lietojot to grafīta bāzes ķīmiskajās iekārtās, pateicoties tā karstumizturībai, izturībai pret koroziju un izcilām mehāniskajām īpašībām. Īpašas priekšrocības ietver:
(1) Uzlabota mehāniskā veiktspēja
Stikla šķiedras stiepes izturība var sasniegt 3450 MPa, kas ievērojami pārsniedz grafīta izturību, kura parasti ir no 10 līdz 20 MPa. Iekļaujot stikla šķiedru grafīta materiālos, var ievērojami uzlabot iekārtas kopējo mehānisko veiktspēju, tostarp izturību pret triecieniem un vibrāciju.
(2) Korozijas izturība
Stikla šķiedrai ir lieliska izturība pret lielāko daļu skābju, sārmu un šķīdinātāju. Lai gan pats grafīts ir ļoti izturīgs pret koroziju,stikla šķiedravar piedāvāt izcilu veiktspēju ekstremālās ķīmiskās vidēs, piemēram, augstas temperatūras un augsta spiediena apstākļos, oksidējošā atmosfērā vai fluorūdeņražskābes vidē.
(3) Uzlabotas termiskās īpašības
Stikla šķiedrai ir ārkārtīgi zems termiskās izplešanās koeficients (CTE) – aptuveni 5,0 × 10−7/°C, kas nodrošina izmēru stabilitāti termiskās slodzes apstākļos. Turklāt tās augstā kušanas temperatūra (1400–1600 °C) nodrošina izcilu izturību pret augstām temperatūrām. Šīs īpašības ļauj ar stikla šķiedru pastiprinātām grafīta iekārtām saglabāt strukturālo integritāti un funkcionalitāti augstas temperatūras vidē ar minimālu deformāciju.
(4) Svara priekšrocības
Stikla šķiedras blīvums ir aptuveni 2,5 g/cm3, tāpēc tā ir nedaudz smagāka par grafītu (2,1–2,3 g/cm3), bet ievērojami vieglāka par metāliskiem materiāliem, piemēram, tēraudu vai alumīniju. Stikla šķiedras integrēšana grafīta iekārtās uzlabo veiktspēju, būtiski nepalielinot svaru, saglabājot iekārtas vieglo svaru un pārnēsājamo raksturu.
(5) Izmaksu efektivitāte
Salīdzinot ar citiem augstas veiktspējas kompozītmateriāliem (piemēram, oglekļa šķiedru), stikla šķiedra ir rentablāka, padarot to izdevīgāku liela mēroga rūpnieciskiem lietojumiem:
Izejvielu izmaksas:Stikla šķiedragalvenokārt izmanto lētu stiklu, savukārt oglekļa šķiedras ražošanā tiek izmantots dārgs akrilnitrils.
Ražošanas izmaksas: Abiem materiāliem nepieciešama apstrāde augstā temperatūrā un augstspiedienā, bet oglekļa šķiedras ražošana ietver papildu sarežģītus soļus (piemēram, polimerizāciju, oksidācijas stabilizāciju, karbonizāciju), kas palielina izmaksas.
Pārstrāde un utilizācija: Oglekļa šķiedru ir grūti pārstrādāt, un, ja ar to rīkojas nepareizi, tā rada vides riskus, kā rezultātā palielinās utilizācijas izmaksas. Turpretī stikla šķiedra ir vieglāk pārvaldāma un videi draudzīgāka ekspluatācijas laika beigās.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 24. aprīlis
