S2-Glass خیلی كمتر از الیاف شیشه نوع E در مواد كامپوزیتی به كار می رود. این ماده برای كاربردهای بسیار ویژه و به منظور بهینه سازی كارایی مكانیكی (ویژگیهای استاتیكی و مقاومت به خستگی، ضربه و خزش) و یا كارایی حرارتی (نقطه ذوب در حدود 200 درجه سانتیگراد بیشتر از شیشه E) به كار می رود.
از نخستین الیاف شیشه مقاوم یعنی شیشه S در اوایل دهه 1960 و در پروژه مشترك شركت اونزكورنینگ و نیروی هوایی ایالت متحده، برای استفاده در موشك های استراتژیك و دیگر كاربردهای نظامی ساخته شد. سپس اونزكورنینگ الیاف S2-Glass را با همان تركیب ولی سایزینگ متفاوتی برای كاربردهای تجاری عرضه كرد. در حال حاضر الیاف S2-Glass، تقریباً به طور كامل جایگزین الیاف شیشه S شده اند. شركت ادونسز گلس فایبر یارنز (AGY) كه در سال 1998 به عنوان یكی از بخش های شركت اونزكورنینگ تأسیس شد، تولیدكننده محصولات S2-Glass است.
ویژگی ها
شیشه های مقاوم نسبت به شیشه نوع E، سیلیس بیشتری دارند. این بیشتر بودن میزان سیلیس منجر به كارایی بسیار بیشتر این الیاف شده است. دو خانواده مهم كه در حال حاضر تولید می شوند عبارتند از:
فرآیند تولید
اساس فرآیند تولید شیشه مقاوم، بسیار شبیه به تولید شیشه نوع E است؛ یعنی مخلوط مواد اولیه معدنی ذوب شده و از یك صفحه پلاتینی، دارای سوراخ های متعدد، عبور داده می شود. رشته های مذاب به شدت كشیده می شوند (از حدود 2-1 میلی متر قطر به چند میكرومتر) و بسیار سریع سرد می شوند. سپس سایزینگ اعمال می شود و الیاف كلاف پیچ می شوند. تنها تفاوت قابل توجه این فرآیند با فرایند تولید شیشه E، دمای ذوب بالاتر (حدود 200 درجه سانتیگراد) است. شرایط دمایی بالاتر، به كارگیری كوره های متفاوتی را نسبت به كوره های نسبتاً استاندارد مورد استفاده در تولید شیشه E می طلبد. كوره های كوچك تر و انعطاف پذیرتری برای S2-Glass طراحی شده اند كه این محصول را برای كاربردهای ویژه ایده آل می سازند. تازه ترین اصلاحات با هدف كاهش هزینه های تولید و حفظ ویژگیهای شیشه مقاوم، منجر به ساخت جدیدترین محصولات یعنی ZenTron و VeTron شده است.
كاربردها
با توجه به تركیب منحصر به فرد ویژگی ها، S2-Glass به كاربردهای ویژه ای اختصاص یافته است. بنابراین كاربرد آن در مقایسه با الیاف تقویت كننده مهم یعنی شیشه نوع E، كربن و آرامید بسیار محدودتر است. با این وجود از آنجایی كه این الیاف همانند الیاف شیشه E در شكل های مختلف وجود دارد، شگفت انگیز نیست كه میتوان ردپایی از آن را، تقریباً در تمام بازارهای مهم كامپوزیت یافت.
كاربردهای دفاعی و هوافضایی كه هدف اولیه S2-Glass بودند. هنوز بیش از نیمی از بازار را به خود اختصاص داده اند. شرایط ویژه این كاربردها، به كارگیری الیاف S2-Glass را الزامی میكند؛ ویژگی هایی همانند ویژگی های استاتیكی بالا، كرنش شكست برابر (كششی) و یا حتی بیشتر (فشاری) از الیاف كربن، مقاومت خستگی بالا و مقاومت ضربه بال S2-Glass، شرایط موردنیاز تعدادی از كاربردهای شناخته شده را دارد و هم اكنون در این كاربردها استفاده میشود؛ ازجمله قطعات داخلی هواپیماهای بویینگ، كانادایر و ایرباس A 380 شامل كف و قسمت بار، پره های روتور تمام هلیكوپترهای تولید شده در ایالت متحده پس از سال 1990 و بسیاری از هلیكوپترهای وست لند آگوستا در اروپا، بدنۀ هواپیمای A 380، هاموی وسیله نقلیه چندمنظوره شناخته شده ارتش آمریكا و بسیاری از وسایل نقلیه زرهی قبل از آنكه از صفحات نازك S2-Glass برای محافظت از سرنشینان خود بهره می گیرند.
خودروها امروزه در اغلب كاربردهای غیرسازه ای خود كه به ویژگی های حرارتی بالا یا مقاومت خزشی و خستگی نیاز دارند از الیاف S2-Glass بهره می گیرند. تولیدكنندگان پرآوازه خودرو همانند تویوتا یا هوندا و شركت های وابستۀ آنها، در طراحی هایشان از S2-Glass ویژه ای استفاده می كنند.
رووینگ های تك انتهایی ZenTron و VeTron در بخش های دریایی و صنعتی نیز كاربرد دارند. این مواد تمام كارایی های مكانیكی S2-Glass را به همراه سادگی فرایند ساخت، با بهایی قابل رقابت فراهم می كنند.
دامنه این محصول د رحال رشد است. در حال حاضر تنها 2 تكس برای هر رووینگ وجود دارد. ولی این فناوری امكان گسترش خط تولید را طبق نیازهای بازار فراهم می كند. به ویژگیهای این محصول اولیه به عنوان پایه ای برای دامنه وسیعی از فراورده ها، برای ساخت قطعات بزرگ و حجیم، نگریسته می شود. شركت AGY قویا تعهد دارد كه در بخش تحقیق و توسعه و به ویژه در تجارت كامپوزیت سرمایه گذاری كند و علاوه بر آن به دنبال فرصت های جدیدی برای تركیبات شیشه جدید باشد.
از نخستین الیاف شیشه مقاوم یعنی شیشه S در اوایل دهه 1960 و در پروژه مشترك شركت اونزكورنینگ و نیروی هوایی ایالت متحده، برای استفاده در موشك های استراتژیك و دیگر كاربردهای نظامی ساخته شد. سپس اونزكورنینگ الیاف S2-Glass را با همان تركیب ولی سایزینگ متفاوتی برای كاربردهای تجاری عرضه كرد. در حال حاضر الیاف S2-Glass، تقریباً به طور كامل جایگزین الیاف شیشه S شده اند. شركت ادونسز گلس فایبر یارنز (AGY) كه در سال 1998 به عنوان یكی از بخش های شركت اونزكورنینگ تأسیس شد، تولیدكننده محصولات S2-Glass است.
ویژگی ها
شیشه های مقاوم نسبت به شیشه نوع E، سیلیس بیشتری دارند. این بیشتر بودن میزان سیلیس منجر به كارایی بسیار بیشتر این الیاف شده است. دو خانواده مهم كه در حال حاضر تولید می شوند عبارتند از:
- شیشه نوع S شامل محصولات Zen Tron و VeTron از شركت AGY و همچنین شیشه نوع U محصول شركت NSG و شیشه نوع T محصول شركت نیتوبو. تمام این محصولات دارای تركیب عمومی شیشه آلومینو سیلیكاتی نوع S هستند. شیشه نوع U توسط شركت NSG به صورت داخلی برای تقویت لاستیك به كار می رود و شیشه نوع T تنها به صورت الیاف به هم تابیده به فروش می رسد.
- شیشخ نوع R كه به وسیله وتروتكس تولید می شود و تفاوت آن با شیشه S، میزان سیلیس كمتر و حضور اكسیدهای بور و كلسیم برای كاهش نقطه ذوب است.
- شیشخ نوع R كه به وسیله وتروتكس تولید می شود و تفاوت آن با شیشه S، میزان سیلیس كمتر و حضور اكسیدهای بور و كلسیم برای كاهش نقطه ذوب است.
فرآیند تولید
اساس فرآیند تولید شیشه مقاوم، بسیار شبیه به تولید شیشه نوع E است؛ یعنی مخلوط مواد اولیه معدنی ذوب شده و از یك صفحه پلاتینی، دارای سوراخ های متعدد، عبور داده می شود. رشته های مذاب به شدت كشیده می شوند (از حدود 2-1 میلی متر قطر به چند میكرومتر) و بسیار سریع سرد می شوند. سپس سایزینگ اعمال می شود و الیاف كلاف پیچ می شوند. تنها تفاوت قابل توجه این فرآیند با فرایند تولید شیشه E، دمای ذوب بالاتر (حدود 200 درجه سانتیگراد) است. شرایط دمایی بالاتر، به كارگیری كوره های متفاوتی را نسبت به كوره های نسبتاً استاندارد مورد استفاده در تولید شیشه E می طلبد. كوره های كوچك تر و انعطاف پذیرتری برای S2-Glass طراحی شده اند كه این محصول را برای كاربردهای ویژه ایده آل می سازند. تازه ترین اصلاحات با هدف كاهش هزینه های تولید و حفظ ویژگیهای شیشه مقاوم، منجر به ساخت جدیدترین محصولات یعنی ZenTron و VeTron شده است.
كاربردها
با توجه به تركیب منحصر به فرد ویژگی ها، S2-Glass به كاربردهای ویژه ای اختصاص یافته است. بنابراین كاربرد آن در مقایسه با الیاف تقویت كننده مهم یعنی شیشه نوع E، كربن و آرامید بسیار محدودتر است. با این وجود از آنجایی كه این الیاف همانند الیاف شیشه E در شكل های مختلف وجود دارد، شگفت انگیز نیست كه میتوان ردپایی از آن را، تقریباً در تمام بازارهای مهم كامپوزیت یافت.
كاربردهای دفاعی و هوافضایی كه هدف اولیه S2-Glass بودند. هنوز بیش از نیمی از بازار را به خود اختصاص داده اند. شرایط ویژه این كاربردها، به كارگیری الیاف S2-Glass را الزامی میكند؛ ویژگی هایی همانند ویژگی های استاتیكی بالا، كرنش شكست برابر (كششی) و یا حتی بیشتر (فشاری) از الیاف كربن، مقاومت خستگی بالا و مقاومت ضربه بال S2-Glass، شرایط موردنیاز تعدادی از كاربردهای شناخته شده را دارد و هم اكنون در این كاربردها استفاده میشود؛ ازجمله قطعات داخلی هواپیماهای بویینگ، كانادایر و ایرباس A 380 شامل كف و قسمت بار، پره های روتور تمام هلیكوپترهای تولید شده در ایالت متحده پس از سال 1990 و بسیاری از هلیكوپترهای وست لند آگوستا در اروپا، بدنۀ هواپیمای A 380، هاموی وسیله نقلیه چندمنظوره شناخته شده ارتش آمریكا و بسیاری از وسایل نقلیه زرهی قبل از آنكه از صفحات نازك S2-Glass برای محافظت از سرنشینان خود بهره می گیرند.
خودروها امروزه در اغلب كاربردهای غیرسازه ای خود كه به ویژگی های حرارتی بالا یا مقاومت خزشی و خستگی نیاز دارند از الیاف S2-Glass بهره می گیرند. تولیدكنندگان پرآوازه خودرو همانند تویوتا یا هوندا و شركت های وابستۀ آنها، در طراحی هایشان از S2-Glass ویژه ای استفاده می كنند.
رووینگ های تك انتهایی ZenTron و VeTron در بخش های دریایی و صنعتی نیز كاربرد دارند. این مواد تمام كارایی های مكانیكی S2-Glass را به همراه سادگی فرایند ساخت، با بهایی قابل رقابت فراهم می كنند.
دامنه این محصول د رحال رشد است. در حال حاضر تنها 2 تكس برای هر رووینگ وجود دارد. ولی این فناوری امكان گسترش خط تولید را طبق نیازهای بازار فراهم می كند. به ویژگیهای این محصول اولیه به عنوان پایه ای برای دامنه وسیعی از فراورده ها، برای ساخت قطعات بزرگ و حجیم، نگریسته می شود. شركت AGY قویا تعهد دارد كه در بخش تحقیق و توسعه و به ویژه در تجارت كامپوزیت سرمایه گذاری كند و علاوه بر آن به دنبال فرصت های جدیدی برای تركیبات شیشه جدید باشد.
