ເປັນຫຍັງຄວາມທົນທານຂອງແຮງດັນຂອງການເສີມ Fiberglass ສູງກວ່າການເສີມເຫຼັກ, ແຕ່ໂມດູລ Elastic ແມ່ນຕ່ໍາ? ກົນໄກກົນຈັກຂອງມັນແມ່ນຫຍັງ?

ຄວາມເຂັ້ມແຂງ tensile ຂອງ reinforcement fiberglass ແມ່ນຫຼາຍກ່ວາການເສີມເຫຼັກ, ແຕ່ modulus elastic ຂອງຕົນຕ່ໍາ, ຊຶ່ງເປັນຍ້ອນຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ສໍາຄັນໃນອົງປະກອບຂອງວັດສະດຸ, microstructure, ແລະກົນໄກກົນຈັກ. ຂ້າງລຸ່ມນີ້ແມ່ນການວິເຄາະລາຍລະອຽດຈາກທັດສະນະຂອງຫຼັກການວິທະຍາສາດ:

1​, ກົນ​ໄກ​ຫຼັກ​ຂອງ​ຄວາມ​ແຕກ​ຕ່າງ​ຂອງ​ຄວາມ​ເຂັ້ມ​ແຂງ tensile​

ການເສີມ Fiberglass: ພັນທະບັດ Covalent ແລະກົນໄກການເສີມເສັ້ນໃຍ

ພື້ນຖານວັດສະດຸ: ການເສີມເສັ້ນໃຍແກ້ວແມ່ນເຮັດດ້ວຍເສັ້ນໄຍແກ້ວເປັນໄລຍະການເສີມ (ກວມເອົາ 60% -70% ໂດຍປະລິມານ), ແລະອົງປະກອບຫຼັກຂອງມັນແມ່ນໂຄງສ້າງເຄືອຂ່າຍ silica (SiO ₂), ເຊິ່ງປະກອບເປັນເສັ້ນດ່າງທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງໂດຍຜ່ານພັນທະບັດ covalent.

ແຫຼ່ງຄວາມເຂັ້ມແຂງ:

ພະລັງງານກະດູກຫັກຂອງເສັ້ນໄຍແກ້ວ: ພະລັງງານກະດູກຫັກຂອງເສັ້ນໄຍແກ້ວແມ່ນສູງເຖິງ 7.0-9.5 kJ/m², ເກີນກວ່າພະລັງງານກະດູກຫັກຂອງພັນທະບັດໂລຫະໃນເຫຼັກກ້າ (ປະມານ 2.5-4.0 kJ/m²).

ການເພີ່ມປະສິດທິພາບການຈັດເສັ້ນໃຍ: ເສັ້ນໄຍຖືກຈັດລຽງຢ່າງເປັນລະບຽບຕາມທິດທາງແກນ, ແລະການໂຫຼດໄດ້ຖືກສົ່ງກັບເສັ້ນໄຍຢ່າງມີປະສິດທິພາບໂດຍຜ່ານມາຕຣິກເບື້ອງຢາງ, ບັນລຸຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຄວາມກົດດັນຕາມທິດທາງຂອງເສັ້ນໄຍ.

ການປຽບທຽບຂໍ້ມູນ: ຄວາມເຂັ້ມແຂງ tensile ຂອງ reinforcement fiberglass ສາມາດບັນລຸ 500-900 MPa, ໃນຂະນະທີ່ການເສີມເຫຼັກທໍາມະດາ (HRB400) ແມ່ນ 400-600 MPa, ແລະການເສີມເຫຼັກທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງ (HRB600) ແມ່ນພຽງແຕ່ 600-750 MPa.

Reinforcement: ກົນໄກການເສີມສ້າງພັນທະບັດໂລຫະ ແລະ dislocation

ພື້ນຖານວັດສະດຸ: ແຖບເຫຼັກແມ່ນເຮັດດ້ວຍໂລຫະປະສົມກາກບອນທາດເຫຼັກ, ເຊິ່ງຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນເປັນໂຄງສ້າງ pearlite ferrite ໂດຍຜ່ານຂະບວນການແຕ້ມຮູບດ້ວຍຄວາມຮ້ອນຫຼືເຢັນ. ລັກສະນະທີ່ບໍ່ມີທິດທາງຂອງພັນທະບັດໂລຫະ endows ໃຫ້ເຂົາເຈົ້າມີຄວາມສາມາດຮັບຜິດຊອບສາມມິຕິລະດັບເອກະພາບ.

ແຫຼ່ງຄວາມເຂັ້ມແຂງ:

ຄວາມຕ້ານທານການເຄື່ອນໄຫວ dislocation: ການແກ້ໄຂແຂງຂອງຄາບອນອະຕອມແລະໂຄງສ້າງຂອງ pearlite lamellar hinder ເລື່ອນ dislocation, ແຕ່ພະລັງງານກະດູກຫັກຂອງພັນທະບັດໂລຫະຈໍາກັດຄວາມເຂັ້ມແຂງທາງທິດສະດີຂອງເຂົາເຈົ້າຈໍາກັດເທິງ.

ການປະກອບສ່ວນຂອງການຜິດປົກກະຕິຂອງພາດສະຕິກ: ການຍືດຕົວໃນເວລາທີ່ແຕກຫັກຂອງແຖບເຫຼັກສາມາດບັນລຸ 15% -25%. ໃນລະຫວ່າງຂັ້ນຕອນການຜິດປົກກະຕິຂອງພາດສະຕິກ, ພະລັງງານໄດ້ຖືກດູດຊຶມໂດຍຜ່ານການຂະຫຍາຍພັນຂອງ dislocation, ແຕ່ບາງຄວາມເຂັ້ມແຂງທາງທິດສະດີໄດ້ຖືກເສຍສະລະ.

2, ກົນໄກຫຼັກຂອງຄວາມແຕກຕ່າງໃນ modulus elastic

Fiberglass Reinforcement: Resin Matrix ແລະ Interface Effect

ຂໍ້ຈໍາກັດຂອງໂມດູລ Matrix: ໂມດູນ elastic ຂອງມາຕຣິກເບື້ອງ resin (ເຊັ່ນ: epoxy resin) ແມ່ນມີພຽງແຕ່ 3-5 GPa, ຫຼາຍຕ່ໍາກວ່າ 200 GPa ຂອງການເສີມເຫຼັກ.

ຄວາມອ່ອນແອຂອງການເຊື່ອມຕົວຂອງຕົວເຊື່ອມຕໍ່: ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງເສັ້ນໄຍແກ້ວແລະຢາງ (ປົກກະຕິແລ້ວ <10 MPa) ແມ່ນຕ່ໍາກວ່າຄວາມທົນທານຂອງຄວາມຜູກພັນລະຫວ່າງ ferrite ແລະ pearlite ໃນແຖບເຫຼັກກ້າ, ແລະມັນມັກຈະມີການໂຕ້ຕອບ debonding ຫຼື matrix cracking ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນ.

ຄຸນລັກສະນະທີ່ເສື່ອມໂຊມ: ເສັ້ນໂຄ້ງຄວາມເຄັ່ງຕຶງຂອງການເສີມສ້າງເສັ້ນໃຍແກ້ວສະແດງໃຫ້ເຫັນການແຕກຫັກຂອງເສັ້ນ, ຂາດແພລະຕະຟອມຜົນຜະລິດສໍາລັບແຖບເຫຼັກ, ເຮັດໃຫ້ມີໂມດູລ elastic ປາກົດຂື້ນ (40-60 GPa) ທີ່ມີພຽງແຕ່ 1/3-2/5 ຂອງແຖບເຫຼັກ.

ການເສີມສ້າງ: ກົນໄກການຜູກມັດໂລຫະແລະ Crystal Slip

ໂດຍເນື້ອແທ້ແລ້ວຄວາມເຂັ້ມງວດສູງ: ລັກສະນະທີ່ບໍ່ມີທິດທາງຂອງພັນທະບັດໂລຫະເຮັດໃຫ້ລະບົບການເລື່ອນໄປເຊຍກັນໄດ້ຖືກແຈກຢາຍຢ່າງເທົ່າທຽມກັນໃນພື້ນທີ່ສາມມິຕິລະດັບ, ເຊິ່ງກໍ່ໃຫ້ເກີດຄວາມຕ້ານທານສູງຕໍ່ການເຄື່ອນທີ່ຂອງການເຄື່ອນຍ້າຍແລະແຖບເຫຼັກ endowing ດ້ວຍ modulus elastic ສູງ (200 GPa).

ກົດລະບຽບການຜິດປົກກະຕິຂອງພາດສະຕິກ: ຂັ້ນຕອນການປ່ຽນຮູບຂອງພາດສະຕິກຂອງແຖບເຫຼັກປ່ອຍຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຄວາມກົດດັນໃນທ້ອງຖິ່ນໂດຍຜ່ານການຈັດລຽງຂອງ dislocation rearrangement, ຮັກສາຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງ modulus elastic.

3​, ຄວາມ​ສໍາ​ຄັນ​ດ້ານ​ວິ​ສະ​ວະ​ກໍາ​ຂອງ​ຄວາມ​ແຕກ​ຕ່າງ​ກັນ​ຂອງ​ການ​ປະ​ຕິ​ບັດ​

ລັກສະນະເສັ້ນໄຍແກ້ວເສີມເຫຼັກ bars

ຄວາມແຮງ tensile 500-900 MPa (ປະໂຫຍດທີ່ສໍາຄັນ) 400-750 MPa

Elastic modulus 40-60 GPa (1/3-2/5 steel bars) 200 GPa

ຮູບ​ແບບ​ຄວາມ​ລົ້ມ​ເຫຼວ brittle fracture (ບໍ່​ມີ​ຄໍາ​ເຕືອນ​) necking ductile failure (ຄໍາ​ເຕືອນ​)

ສະຖານະການທີ່ສາມາດນໍາໃຊ້ໄດ້: ຄວາມຕ້ອງການສູງສໍາລັບການຕໍ່ຕ້ານ corrosion, ນ້ໍາຫນັກເບົາ, ຄວາມຕ້ານທານຄວາມເມື່ອຍລ້າ, ການຜິດປົກກະຕິຂອງພາດສະຕິກ, ແລະການຕໍ່ຕ້ານແຜ່ນດິນໄຫວ

4, ບົດສະຫຼຸບ

ຄວາມເຂັ້ມແຂງ tensile ສູງຂອງ reinforcement ເສັ້ນໄຍແກ້ວແມ່ນເນື່ອງມາຈາກໂຄງສ້າງພັນທະບັດ covalent ແລະ optimized ເສັ້ນໃຍຂອງເສັ້ນໃຍແກ້ວ, ໃນຂະນະທີ່ modulus elastic ຕ່ໍາໄດ້ຖືກຈໍາກັດໂດຍ modulus ຂອງ resin matrix, ເສັ້ນໄຍໃນການໂຕ້ຕອບ matrix ບໍ່ພຽງພໍ, ແລະການ brittleness ຂອງວັດສະດຸ. ການປະສົມປະສານຂອງຄຸນລັກສະນະນີ້ເຮັດໃຫ້ມັນມີຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ເປັນເອກະລັກໃນການຕໍ່ຕ້ານ corrosion, ນ້ໍາຫນັກເບົາ, ແລະການຕໍ່ຕ້ານຄວາມເມື່ອຍລ້າ, ແຕ່ມັນຍັງອີງໃສ່ການເສີມເຫຼັກໃນໂຄງສ້າງທີ່ຕ້ອງການຄວາມເຂັ້ມງວດສູງຫຼືການຜິດປົກກະຕິຂອງພາດສະຕິກ. ໃນອະນາຄົດ, ໂດຍຜ່ານ nano modified resin ຫຼືເຕັກໂນໂລຊີການປິ່ນປົວດ້ານເສັ້ນໄຍ, ຄາດວ່າຈະເສີມຂະຫຍາຍ modulus elastic ຂອງ reinforcement ເສັ້ນໄຍແກ້ວແລະຂະຫຍາຍຂອບເຂດຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງຕົນ.