Włókna szklane cz. 2

Włókna szklane część 2

Włókna szklane specjalnego zastosowania

Włókna szklane specjalnego zastosowania mają obecnie duże znaczenie dla rynku. Wśród nich możemy wyróżnić włókna o dużej odporności na korozję (szkło ECR), wysokiej wytrzymałości (typ S, R, Te), o niskiej stałej dielektrycznej (szkło typu D), włókna wysokiej wytrzymałości oraz włókna kwarcowe/ krzemionkowe używane w bardzo wysokich temperaturach.

Szkło ECR

Odporność chemiczna włókna szklanego zależy od jego struktury chemicznej. W odniesieniu do szła typu E ogólnego zastosowania szkło typu ECR wykazuje podwyższoną, długoterminową odporność na działanie kwasów oraz krótkoterminową na działanie związków zasadowych.

Dodatkowo wysoka zawartość ZnO i TiO₂ podnosi odporność na korozję chemiczną, lecz okupione to jest wzrostem kosztów wytworzenia tego rodzaju szkła (wymagana zawartość około 2% ZnO i 2% TiO₂).

Szkło typu S, R, Te.

Wytrzymałość na rozciąganie włókien szklanych jest określana przez strukturę wiązań krzemianu, a w szczególności brakiem tlenków alkaicznych. Struktura tlenku boru, choć jest częścią sieci, jest słabsza niż tlenku krzemu, a zatem tlenek boru służy jako topnik. Znanych jest kilka rodzajów włókien wysokiej wytrzymałości , w tym szkło S,R,Te.

Wszystkie oferują 10 do 15% większą wytrzymałość w porównaniu do szła typu E mierzoną w temperaturze pokojowej, ale ich rzeczywista przewaga to wytrzymałość na wysokie temperatury w trakcie użytkowania w porównaniu do szkła typu E. Włókna te znajdują zastosowanie w przemyśle zbrojeniowym, gdzie muszą spełniać rygorystyczne wymagania jakościowe.

Włókna kwarcowe/krzemowe

Włókna szklane o podwyższonej zawartości SiO₂ mogą być stosowane w aplikacjach wymagających odporności na bardzo wysokie temperatury. Włókna wysokokrzemionkowe (95% SiO₂) otrzymuje się poprzez ługowanie kwasem borokrzemianowym szkła typu E. Są one wykorzystywane jako koce izolacyjne w temperaturach do 1040^oC. Czyste włókna krzemionkowe (99% SiO₂) powstają w procesie przędzenia suchego z roztworu szkła wodnego. Najczęściej występują w formie przędzy do izolacji rur pracujących w temperaturach do 1090_oC.

Ultraczyste włókna krzemionkowe oraz włókna kwarcowe (99,99% SiO₂) mają również postać amorficzną. Włókna te łączą znakomitą odporność temperaturową z bardzo wysoką transparentnością. Wykonuje się z nich np. osłony radarów w samolotach, gdzie mają za zadanie chronić antenę radaru przed błyskawicami i rozładowaniami elektrostatycznymi.

Szkło typu D

Właściwości elektryczne włókien szklanych określane są przez rezystancję, przewodność powierzchniową, stałą dielektryczną. Szkło typu E ze stosunkowo wysoką stałą dielektryczną jest głównym włóknem stosowanym do produkcji płytek drukowanych, lecz miniaturyzacja skłania przemysł do wykorzystywania specjalnych włókien o niższej stałej dielektrycznej.

Szkło typu D występuje w kilku wariantach. Wszystkie posiadają wysoką zawartość B₂O3 (20 do 26%) dlatego mają dużo niższą stałą dielektryczną w porównaniu do szła typu E (4.10 do 3.56 w porównaniu do 6.86 do 7.00). Ze względu na wysokie koszty szkło typu D pozostaje specjalnością o stosunkowo niskim zapotrzebowaniu rynkowym.