Obținerea Fibrelor Vitroase

Utilizarea fibrelor ca elemente de armare a matricelor de sticlă silicatică sau vitroceramică a început abia după 1960.

De atunci s-a folosit o largă varietate de compoziţii pentru matrice precum şi multe tipuri de fibre de armare

Procedee obţinere fibre oxidice vitroase:

tragere directă - prin filiere: fibre continue

- din baghete: fibre discontinue

centrifugare: fibre discontinue scurte

combinate

Procesarea impune parcurgerea următoarelor etape:

-stabilirea/proiectarea compoziţiei oxidice optime a sticlei;

-calculul amestecului de materii prime;

-pregătirea amestecului;

-elaborarea topiturii de sticlă;

-tragerea fibrelor

Cerinţa de bază a conducerii optimale a procesului de fabricaţie este obţinerea unui produs de calitate

Proiectarea compoziţiei chimice optime

 Proiectarea optimală a unui flux tehnologic începe cu stabilirea compoziţiei oxidice optime a sticlei care asigură, în condiţii impuse de procesare, valorile preconizate proprietăţilor prestabilite.

- Pentru sistemele oxidice vitroase :

1 - selectarea, dintr-un grup potenţial de oxizi, a celor, care au capacitatea să asigure proprietăţile specifice ale materialului;

2 - stabilirea concretă a valorii fiecărui oxid ce alcătuieşte compoziţia oxidică optimă.

- Prima etapă găseşte rezolvarea ţinându-se cont de corelaţiile compoziţie oxidică – structură – proprietăţi pentru sistemul vitros de interes,

- A doua etapă urmăreşte realizarea unui model matematic format din ecuaţii (inecuaţii) care corelează proprietăţile prestabilite cu compoziţia oxidică.

- Rezolvarea sistemelor de ecuaţii (inecuaţii) conduce la stabilirea cantitativă a compoziţiei oxidice optime.

- Compoziţia oxidică a fibrelor vitroase : funcţie de domeniile de utilizare şi de particularităţile tehnologice impuse de procesarea lor (tabelul 1 )

Tabelul 1 Compoziţii oxidice pentru diverse tipuri de fibre de sticlă, în funcţie de domeniul lor de utilizare

Tabelul 2 Compoziţii de sticle fără alcalii pentru fire continue silicatice

Proiectarea compoziţiei chimice optime

- În funcţie de natura funcţiei/proprietăţii obiectiv rezultă diferite valori pentru compoziţia oxidică optimă.

Fig 1 Compoziţia oxidică Fig 2 Compoz oxidică ptr coeficient de dilatare optim

corespunzătoare unei

rezistenţe mecanice optime

Proiectarea compoziţiei chimice optime

- Compoziţia amestecului de materii prime se stabileşte pe baza unor bilanţuri parţiale de materii prime, raportate la compoziţia oxidică a sticlei ce se elaborează

- Amestecul de materii prime trebuie să îndeplinească o serie de condiţii tehnologice obligatorii:

-conţinutul de gaze tehnologice necesar unei bune afinării(15 – 20%).

-pierderile prin volatilizare (exces din materia primă respectivă).

- Compoziţia chimică a sticlei poate fi impusă (pe baza unor date de literatură sau/şi practice) sau poate fi stabilită (proiectată).

- Proiectarea optimală a compoziţiei oxidice presupune cerinţele:

- sticla elaborată trebuie să prezinte un anumit nivel de calitate, în funcţie de domeniul de utilizare impus : proprietăţile acesteia vor avea valori care se înscriu într-un interval de variaţie prestabilit;

- valorile pentru o serie de proprietăţi tehnologice (tensiunea superficială, viscozitatea la diferite temperaturi, indicele de devitrifiere, etc) trebuie să asigure desfăşurarea optimală a unor subprocese ca topirea, afinarea, fasonarea, în corelaţie directă cu procesul de fabricaţie concret