Làm thế nào mà một hòn đá cứng lại có thể biến thành một sợi mỏng như sợi tóc?
Nó thật lãng mạn và kỳ diệu.
Chuyện đó xảy ra như thế nào?
Nguồn gốc của sợi thủy tinh
Sợi thủy tinh được phát minh lần đầu tiên tại Hoa Kỳ.
Vào cuối những năm 1920, trong thời kỳ Đại suy thoái ở Hoa Kỳ, chính phủ đã ban hành một đạo luật kỳ lạ: cấm rượu trong 14 năm, và các nhà sản xuất chai rượu vang lần lượt rơi vào khó khăn. Owens Illinois, nhà sản xuất chai thủy tinh lớn nhất Hoa Kỳ thời bấy giờ, chỉ có thể đứng nhìn các lò thủy tinh ngừng hoạt động. Vào thời điểm đó, một người đàn ông tốt bụng, Games Slayer, tình cờ đi ngang qua một lò thủy tinh và phát hiện ra rằng một ít thủy tinh lỏng bị đổ ra có thể được thổi thành dạng sợi. Games dường như như thể Newton bị một quả táo đập vào đầu, và sợi thủy tinh đã xuất hiện trên sân khấu lịch sử kể từ đó.
Một năm sau, Chiến tranh Thế giới thứ hai bùng nổ và nguồn cung vật liệu thông thường trở nên khan hiếm. Để đáp ứng nhu cầu sẵn sàng chiến đấu của quân đội, sợi thủy tinh đã trở thành vật liệu thay thế.
Dần dần, người ta nhận ra rằng loại vật liệu cách nhiệt này có nhiều ưu điểm như trọng lượng nhẹ và độ bền cao. Do đó, xe tăng, máy bay, vũ khí, áo chống đạn, v.v. đều sử dụng sợi thủy tinh.
Làm thế nào để định nghĩa?
Năm 2021, năng lực sản xuất bi thủy tinh dùng cho việc kéo dây các loại nồi nung ở Trung Quốc đạt 992.000 tấn, tăng 3,2% so với năm trước, chậm hơn đáng kể so với năm ngoái. Trong bối cảnh chiến lược phát triển "kép carbon", các doanh nghiệp sản xuất bi thủy tinh đang phải đối mặt với áp lực đóng cửa ngày càng lớn về nguồn cung năng lượng và chi phí nguyên vật liệu.
Sự trỗi dậy của ngành công nghiệp sợi thủy tinh Trung Quốc
Ngành công nghiệp sợi thủy tinh của Trung Quốc nổi lên vào năm 1958. Sau 60 năm phát triển, trước thời kỳ cải cách và mở cửa, ngành này chủ yếu phục vụ cho ngành công nghiệp quốc phòng và quân sự, sau đó chuyển sang sử dụng dân dụng và đạt được sự phát triển nhanh chóng.
Các nữ công nhân trong xưởng cuốn dây thời kỳ đầu
Đến năm 2008, sản lượng kéo sợi thủy tinh bằng lò bể chứa của Trung Quốc đạt 1,6 triệu tấn, đứng đầu thế giới.
Công nghệ sản xuất sợi thủy tinh
Kỹ thuật kéo dây bằng nồi nấu kim loại thời kỳ đầu
Quy trình sản xuất sợi thủy tinh ban đầu chủ yếu là phương pháp kéo dây bằng nồi nấu chảy, trong đó phương pháp nồi nấu chảy bằng đất sét đã bị loại bỏ, và cần phải hình thành phương pháp nồi nấu chảy bằng bạch kim hai lần. Đầu tiên, nguyên liệu thủy tinh được nung chảy thành các viên bi thủy tinh ở nhiệt độ cao, sau đó các viên bi thủy tinh được nung chảy hai lần, và các sợi thủy tinh được tạo ra bằng phương pháp kéo dây tốc độ cao.
Nhược điểm của quy trình này bao gồm tiêu thụ năng lượng cao, quá trình tạo hình không ổn định và năng suất lao động thấp. Hiện nay, phương pháp này về cơ bản đã bị loại bỏ, ngoại trừ một lượng nhỏ sợi thủy tinh có thành phần đặc biệt.
Vẽ sơ đồ dây lò nung bể chứa
Hiện nay, các nhà sản xuất sợi thủy tinh lớn đều áp dụng phương pháp này (sau khi nung chảy các nguyên liệu thô khác nhau trong lò nung, chúng được đưa trực tiếp qua kênh đến tấm thoát đặc biệt để kéo tiền chất sợi thủy tinh).
Phương pháp đúc một lần này có ưu điểm là tiêu thụ năng lượng thấp, quy trình ổn định, sản lượng và chất lượng được cải thiện, giúp ngành công nghiệp sợi thủy tinh nhanh chóng hiện thực hóa sản xuất quy mô lớn. Nó được mệnh danh là "cuộc cách mạng công nghệ của ngành công nghiệp sợi thủy tinh" trong ngành.
Ứng dụng của sợi thủy tinh
Điều này có ý nghĩa chiến lược đối với sự phát triển của sợi thủy tinh và các vật liệu composite mới trong quá trình chuyển đổi và nâng cấp ngành công nghiệp đá truyền thống.
Nó "đi từ trời xuống đất và có thể làm mọi thứ" và đóng góp cho ngành công nghiệp hàng không vũ trụ và ngành vận tải của chúng ta; nó "lên xuống trong sảnh và xuống bếp", có "tầm cao" trong lĩnh vực tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường, và cũng có "tầm vóc" trong lĩnh vực thể thao và giải trí; nó "có thể dày hoặc mỏng, chuyển đổi linh hoạt", không chỉ đáp ứng tiêu chuẩn khắt khe của vật liệu xây dựng mà còn đáp ứng yêu cầu chính xác của thiết bị điện tử.
Kỳ diệu như bạn - Sợi thủy tinh!
Vòm radar máy bay, các bộ phận động cơ, các bộ phận cánh và sàn bên trong, cửa, ghế, thùng nhiên liệu phụ, v.v.
Thân xe ô tô, ghế xe ô tô và thân/cấu trúc đường sắt cao tốc, cấu trúc thân tàu, v.v.
Cánh quạt tuabin gió và vỏ bảo vệ, quạt hút gió điều hòa, lưới tản nhiệt dân dụng, v.v.
Gậy golf, vợt bóng bàn, vợt cầu lông, vợt tennis, ván trượt tuyết, v.v.
Tường composite, cửa sổ cách nhiệt, cốt thép FRP, phòng tắm, tấm cửa, trần nhà, tấm lấy sáng tự nhiên, v.v.
Dầm cầu, bến tàu, mặt đường cao tốc, đường ống dẫn, v.v.
Các loại thùng chứa hóa chất, bồn chứa, lưới chống ăn mòn, đường ống chống ăn mòn, v.v.
Tóm lại, sợi thủy tinh là một vật liệu vô cơ phi kim loại với hiệu suất tuyệt vời. Nó có những ưu điểm như trọng lượng nhẹ, độ bền cao, khả năng chịu nhiệt cao, khả năng chống ăn mòn hóa học, khả năng chống mỏi và khả năng cách điện tốt. Nó đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của nền kinh tế quốc gia, như xây dựng và cơ sở hạ tầng, ô tô và vận tải, công nghiệp hóa chất, bảo vệ môi trường, điện tử và điện lực, hàng hải và đại dương, mang lại lợi ích cho người dân. (Nguồn: Khoa học Vật liệu và Công nghệ Kỹ thuật).
Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Thượng Hải Orisen
Di động: +86 18683776368 (cũng có trên WhatsApp)
ĐT: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Địa chỉ: Số 398 Đường Xanh Mới, Thị trấn Xinbang, Quận Songjiang, Thượng Hải
Thời gian đăng bài: 15 tháng 3 năm 2022