硅灰石(CaSiO3)短纤维是一种天然的偏硅酸钙,具有完整的针状结构,其长径比为12～20:1。这种针状晶体结构使得硅灰石作为树脂基复合材料的增强剂以改善复合材料的性能。 由于硅灰石是天然结晶物,纯度高、色泽洁白且有较高的熔点,使硅灰石短纤维具有优良的介电性、耐热性、耐候性和化学稳定性。近年来,由于超细粉碎技术及短纤维生产技术的发展,使得短纤维的加工和应用成为热门研究领域。尽管硅灰石短纤维与氧化铝晶须和钛酸钾晶须等短纤维相比,增强作用有一定差距,但其成本与其它晶须相比要低几十倍,甚至几百倍,因此受到国内外许多学者和应用厂家的重视。

电抗器、助波器等产品用玻璃纤维—环氧树脂—咪唑缠绕复合工艺,一方面由于环氧胶的贮存期及固化温度的限制,使玻纤上胶槽温度不高于50℃,因此环氧胶的粘度较大,造成玻纤浸渍环氧胶时,含胶量高,而在缠绕时由于飞速旋转产生严重的甩胶现象。另一方面,在固化过程中,由于环氧树脂固化物收缩性较大,产生较大的内应力,而导致缠绕制品开裂。为解决上述问题,本文研究了无机短纤维填充玻璃纤维—环氧树脂缠绕复合体系。添加无机短纤维的主要目的是使上胶时(45～50℃情况下)胶的粘度较低或不受影响,而在缠绕温度(室温)下,胶的粘度较大,从而避免甩胶现象发生。无机短纤维的填充,使固化物与玻纤垂直方向得到增强,同时无机短纤维的含量增加,使固化物的收缩率降低,从而防止缠绕复合体系的开裂。为了深入探讨无机短纤维—玻璃长纤维—环氧树脂复合体系的性能和微观状态,本文借助扫描电镜对无机短纤维的分散情况进行分析,并建立了无机短纤维增强模型。