摘 要

玻璃纤维是现代新兴材料中的一种新型功能结构材料。由于它具有拉伸强度高、折射率好、抗干扰性强、比重轻等一系列优异性能，成为了我国不可缺少的高新技术材料。

虽然玻璃纤维具有上述一系列优异的性能，但是它也有一个很大的缺点，那就是脆性很大，不耐磨，也不耐折。国内外大量实践证明，充分挖掘并发挥玻璃纤维的一系列性能，再通过物理或化学方法对其单丝和织物进行技术改性，改善其脆性，可以提高它的耐磨和耐折性，这将会广泛推动玻璃纤维的使用范围并且不断扩大它的应用领域。

本课题通过设计不同温度和时间条件下玻璃纤维结构及性能实验，运用超景深显微镜，SEM，拉伸试验等测试手段对玻璃纤维性能进行分析，探讨玻璃纤维变脆的机理，为提高玻璃纤维力学性能提供依据。主要结论如下：相同的时间条件下，随着温度的升高，玻璃纤维拉伸强度有所下降，脆性增加；相同的温度条件下，随着保温时间的增加，纤维拉伸强度略微下降，脆性增加；微裂纹和温度、保温时间都有很大的关系，随着温度、时间的增加，微裂纹增多从而导致拉伸强度下降；从扫描电镜的图像观察到，玻璃纤维表面存在杂质、微裂纹、气泡，且杂质随着温度、时间的增加有所减少；温度消除了玻璃纤维内在残留应力，导致强度下降，脆性增加。

关键词：玻璃纤维；显微；拉伸强度；表面形貌

Abstract

Fiberglass is a modern new material in new functional structure of materials.Due to its high tensile strength, refractive index, strong interference, light weight and series of excellent performance, in our country has become an indispensable high-tech material.

Although the glass fiber having above of excellent property, it also has a big weakness, that is very brittle, not wear, but not folding. Domestic and foreign large experiment prove that fully tap and find a series of properties of glass fiber technology, then modified by physical or chemical methods can improve their brittleness, it can improve the wear resistance and folding it. It will promote the widespread use of glass fiber and expanding a range of applications.

The experiment through glass fiber structure and properties of the experimental design under different conditions of temperature and time, use the super-depth microscope, SEM, tensile testing and other testing methods to analyze the performance of glass fiber, explore the mechanism of glass fibers to improve the mechanical .The main conclusions are as follows:Under the same conditions of time, as the temperature increases, the tensile strength of the glass fiber decreased,brittleness increase.

Under the same conditions of temperature, as the time increases, the fiber tensile strength decreased slightly,and brittleness increase.Tensile strength has a great relationship with temperature and holding time.With increasing of temperature and time, resulting in an increase of crack ,tensile strength decreased.From the image of SEM observation, the glass fiber surface has impurities, cracks, bubbles and the impurities decreased as the temperature and the time increases.The temperature eliminate the internal stress of the glass fibers, resulting in strength decreased and brittleness increased.

Key Words：Glass fiber; Microscopy; Tensile strength; Surface image

目 录

第1章 绪论 1

1.1玻璃纤维材料 1

1.1.1玻璃纤维的定义及分类 1

1.1.2玻璃纤维的性能及优缺点 2

1.1.3玻璃纤维的应用及发展 4

1.2研究目的及内容 8

1.2.1 研究目的 8

1.2.2研究内容 8

第2章 实验与测试 9

2.1 实验流程 9

2.1.1 玻璃纤维的处理 9

2.1.2实验仪器与设备 10

2.2 玻璃纤维性能测试 10

2.2.1超景深测试 10

2.2.2 SEM测试 11

2.2.3拉伸强度测试 13

第3章 实验结果分析 14

3.1 表面形貌分析 14

3.2拉伸强度分析 16

第4章 结论与展望 18

4.1结论 18

4.2展望 18

参考文献 19

致 谢 20

第1章 绪论

1.1玻璃纤维材料

1.1.1玻璃纤维的定义及分类

玻璃纤维（英文名为：fiberglass或glass fiber），众所周知玻璃属于无机非金属材料，所以将玻璃经过高温熔融、拉丝、络纱、织布等工艺制造出来的玻璃纤维也是非常优秀的无机非金属材料。它的种类很多，优点也很多。例如拉伸性能好、耐热性好、机械强度高、抗干扰性好、折射率好等，但是有个很大的缺点就是生产出来的纤维很脆，也不耐磨。其单丝的直径一般为微米级别，比一根头发丝还要细小很多，而一般每束纤维原丝都是由数百甚至上千根单丝组成。

玻璃纤维的成分主要有以下几种分类：