玻璃钢

玻璃钢格栅/玻璃钢

不是钢，胜似钢

刚柔相济的跳高撑杆

你看过撑杆跳高比赛吗？那真是一种力量与艺术的完美结合。只见运动员双手紧握撑杆，先是疾速飞跑，当跑到横杆前时，撑杆触地，借着助跑的一股冲力，身体腾空而起，如矫健的雄鹰，掠过横杆，轻轻落在泡沫软垫上。显然，在这一过程中，撑杆起到了决定性的作用。你看那撑杆先是弯曲，而且弯的弧度非常大，然后挺直，将运动员弹向空中。这细长、神奇的撑杆，它柔中带刚，又富有弹性，比竹杆强韧，较钢棒轻巧，真可谓“刚柔相济”。它是用什么材料做的呢？

现在世界上绝大多数撑杆跳高运动员所用的撑杆，都是用玻璃钢做的。但玻璃钢是怎样一种材料？它是怎样诞生的？玻璃钢是钢吗？玻璃钢里有玻璃成分吗？

玻璃钢是怎样诞生的

玻璃钢诞生于本世纪40年代。那时，正值第二次世界大战。战争需要大量的武器装备，迅速发展的军事工业对材料提出了越来越高的要求。例如，制造飞机的材料要求密度小而强度高；制造潜艇的材料，既要耐海水腐蚀，又要能防磁，以避开鱼雷的袭击。同一种零件要求同时具有好几种优异的性能，有时这些性能看起来是相互矛盾而不能兼有的。显然，这样的要求是任何一种单一材料所无法满足的。于是，人们设法把两种或两种以上的材料结合起来，让它们取长补短，相得益彰，制成兼有几种优良性能的新材料，这就是复合材料。

虽然“复合”的思想可以追溯到久远的古代，但用到人工材料的复合材料则直到本世纪上半叶才出现。先是1907年世界上**家人工合成酚醛树脂厂建立，接着一大批人工合成树脂，如脲醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等热固性树脂相继出现。树脂材料容易成形，比重小，耐磨，耐腐蚀，但它们脆性较大。于是人们用天然纤维与之复合，产生了*初的含有人工材料的复合材料。其中天然纤维称为增强材料，人工合成树脂称为基体材料。如在无线电通信设备和军事器械中常用的“电木”，就是用木粉、布、纸或其他纤维作为增强材料，经浸渍酚醛树脂层压而成的复合材料。

1938年，人们制成了玻璃纤维。到二次大战，出于军事的需要，在“比铝轻，比钢强”的要求下，人们把玻璃纤维作为增强材料，以一类热固性树脂作为基体材料，复合成了现在所称的“玻璃钢”，用于制造飞机零件。从此以后，人工复合材料便一发而不可收，成了当前材料技术的一个主要发展方向。

不是钢的“钢”

你别望文生义，以为“玻璃钢”是钢的一种。钢是金属材料，是由铁和碳这两种基本元素组成的合金。玻璃钢中没有金属元素，更不是铁碳合金，它是一种复合材料。之所以称它为“玻璃钢”，是因为它具有钢一般的刚强性格，真可谓“不是钢，胜似钢”。

玻璃钢同一切复合材料一样，由两部分材料组成。一部分称为增强材料，在复合材料中起骨架作用；另一部分称为基体材料，在复合材料中起粘结作用。

玻璃钢中的增强材料就是玻璃纤维。玻璃纤维是由熔融的玻璃拉成或吹成的无机纤维材料，其主要化学成分为二氧化硅、氧化铝、氧化硼、氧化镁、氧化钠等。制成的纤维有长丝、短丝及絮状物，直径一般为3～80微米，*粗也只有头发丝那样粗细。直径为10微米的玻璃纤维，抗拉强度为3600兆帕，相当于在每平方毫米的截面积上能承受360千克的拉力而不断。这种强度比高强度钢还高出2倍。

我们知道，玻璃是很脆的，不小心掉到地上，“啪”的一声便粉身碎骨。为什么拉成玻璃纤维后会有如此高的强度呢？大块玻璃强度不高，是因为其内部存在许多微裂缝、气孔和夹杂物等。如果把大块玻璃比作一块布满小洞的破布，把玻璃制成玻璃纤维就相当于把这块破布撕成许多细小的布条。我们知道，把破布随意撕成布条时总是在有洞的地方撕开，这样，撕下来的布条上小洞就减少了，就变得比破布还结实。玻璃纤维比一般玻璃强度高，甚至比钢还高，道理就在于此。

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