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) ພຽງແຕ່ 600-750 MPa.

Reinforcement: ກົນໄກການເສີມສ້າງພັນທະບັດໂລຫະ ແລະ dislocation

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

ແຫຼ່ງຄວາມເຂັ້ມແຂງ:

ຄວາມຕ້ານທານການເຄື່ອນໄຫວ dislocation: ການແກ້ໄຂແຂງຂອງຄາບອນອະຕອມແລະໂຄງປະກອບການ lamellar pearlite ຂັດຂວາງການເລື່ອນການເລື່ອນ, 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) ແມ່ນຕ່ໍາກວ່າຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຄວາມຜູກພັນລະຫວ່າງ ferrite ແລະ pearlite ໃນແຖບເຫຼັກກ້າ, ແລະມັນມັກຈະມີການໂຕ້ຕອບ debonding ຫຼື matrix cracking ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນ.

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

ການເສີມສ້າງ: ກົນໄກການຜູກມັດໂລຫະແລະ Crystal Slip

ໂດຍເນື້ອແທ້ແລ້ວຄວາມເຂັ້ມງວດສູງ: ລັກສະນະທີ່ບໍ່ມີທິດທາງຂອງພັນທະບັດໂລຫະເຮັດໃຫ້ລະບົບການເລື່ອນໄປເຊຍກັນໄດ້ຖືກແຈກຢາຍຢ່າງສະຫມໍ່າສະເຫມີໃນຊ່ອງສາມມິຕິລະດັບ, ເຊິ່ງກໍ່ໃຫ້ເກີດຄວາມຕ້ານທານສູງຕໍ່ການເຄື່ອນໄຫວ dislocation ແລະແຖບເຫຼັກ 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, ແລະຄວາມອ່ອນຂອງວັດສະດຸ. ການປະສົມປະສານຂອງຄຸນລັກສະນະນີ້ເຮັດໃຫ້ມັນມີຄວາມໄດ້ປຽບທີ່ເປັນເອກະລັກໃນການຕໍ່ຕ້ານການກັດກ່ອນ, ນ້ໍາຫນັກເບົາ, ແລະການຕໍ່ຕ້ານຄວາມເມື່ອຍລ້າ, ແຕ່ມັນຍັງອີງໃສ່ການເສີມເຫຼັກໃນໂຄງສ້າງທີ່ຕ້ອງການຄວາມເຂັ້ມງວດສູງຫຼືການຜິດປົກກະຕິຂອງພາດສະຕິກ. ໃນອະນາຄົດ, ໂດຍຜ່ານ nano modified resin ຫຼືເຕັກໂນໂລຊີການປິ່ນປົວດ້ານເສັ້ນໄຍ, ຄາດວ່າຈະເສີມຂະຫຍາຍ modulus elastic ຂອງ reinforcement ເສັ້ນໄຍແກ້ວແລະຂະຫຍາຍຂອບເຂດຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງຕົນ.