高強(qiáng)度玻璃纖維是應(yīng)用最廣泛的特種功能玻璃纖維之一，具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐沖擊、高透波、耐腐蝕等優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于高性能復(fù)合材料、耐熱材料等領(lǐng)域。與普通無堿玻璃(E玻璃)相比，高強(qiáng)玻璃纖維技術(shù)難度大，總產(chǎn)量低，但需求增速是普通玻璃纖維的4倍以上，其優(yōu)異的性價比是目前其他纖維材料無法替代的。它已廣泛應(yīng)用于航空、航天、船舶、兵器、建筑、體育、化工、電子等領(lǐng)域。

高強(qiáng)玻璃纖維組分

目前，高強(qiáng)玻璃纖維包括 S-2高強(qiáng)纖維(AGY)、法國 R 纖維(Saint-gobain)、日本 t 纖維(Nito 紡織品)和中國 HS 高強(qiáng)纖維(中國材料科技有限公司)4大類。高強(qiáng)度玻璃部件如表1所示。工業(yè)生產(chǎn)的高強(qiáng)度玻璃纖維成分有 SiO2-Al2O3-MgO 系統(tǒng)和 SIO2-AL2O3-CAO-MGO 系統(tǒng)，這類玻璃存在著結(jié)晶溫度高、結(jié)晶速度快、玻璃熔體粘度高、玻璃中氣泡難以消除等問題，影響了玻璃纖維的強(qiáng)度和成型過程的連續(xù)性。為了熔融性能良好的玻璃，通常在玻璃組分中引入助熔劑，以進(jìn)一步提高高強(qiáng)度玻璃纖維的生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性。玻璃在1600 °C 下熔化5 ~ 15H，分別加入0.1% ~ 1.1% CaO 和 B2O3至 SiO2-Al2O3-MgO。在玻璃中觀察到氣泡數(shù)量(表2) ，當(dāng)曹和 B2O3加入到玻璃中，與 S-2玻璃相比，氣泡數(shù)量減少了2-5倍，纖維的新生態(tài)強(qiáng)度提高了5% -10% ，纖維形成過程穩(wěn)定。

高強(qiáng)玻璃纖維的應(yīng)用

20世紀(jì)50年代，美國空軍材料實驗室（AFML）與歐文斯科寧玻璃纖維（OCF）公司簽訂研發(fā)比金屬鋁更輕更強(qiáng)的材料，50年代末OCF研發(fā)成功S玻璃纖維并成功應(yīng)用到“民兵Ⅱ”州際彈道導(dǎo)彈第3級發(fā)動機(jī)殼體上，大大減輕了導(dǎo)彈重量。由于高強(qiáng)玻璃纖維具有高強(qiáng)、耐熱、抗沖擊、高透波等優(yōu)異的綜合性能，使得它在高性能復(fù)合材料等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。歐文斯科寧公司（原OCF）用S-2 ZenTronTM無捻粗紗制造的SilentexTM汽車消音器系統(tǒng)已在豐田汽車中使用，福特工程師采用S-2玻璃纖維生產(chǎn)汽車催化反應(yīng)器的密封墊。

波音公司使用S-2纖維制造貨運傳送帶，波音AWAC等飛機(jī)天線罩使用高強(qiáng)度玻璃纖維復(fù)合材料，飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼外殼、飛機(jī)地板等復(fù)合材料用S-2玻璃纖維增強(qiáng)，這種纖維也用于許多直升機(jī)槳葉和傳動部件?？湛虯380是目前航空飛機(jī)中復(fù)合材料用量最大的飛機(jī)，S-2玻璃纖維增強(qiáng)遮光板應(yīng)用于A380飛機(jī)的機(jī)身殼體等部位。很多防彈裝甲車和套裝也采用高強(qiáng)度玻璃纖維作為防彈材料，其性價比優(yōu)于芳綸，這也是近年來不斷拓展的S-2纖維的主要應(yīng)用領(lǐng)域。

我國對于高強(qiáng)玻璃以及纖維在航天、航空、兵器、艦船、化工等領(lǐng)域進(jìn)行廣泛研究應(yīng)用，如導(dǎo)彈系統(tǒng)發(fā)動機(jī)殼體，宇航飛機(jī)內(nèi)襯、復(fù)合結(jié)構(gòu)材料槍托、發(fā)射炮筒、高壓容器、抽油桿、防彈裝甲等。隨著技術(shù)高強(qiáng)玻璃具有纖維在壓力管理容器、光纜、耐溫材料、摩擦主要材料等工業(yè)發(fā)展領(lǐng)域的推廣企業(yè)應(yīng)用，對其需求量也在不斷提高擴(kuò)大。