Ca0+Mg0)2.65余量為雜質(zhì)；
[0031] (4) SiO2 61. 2 %、Al2O3 15. 4 %、CaO 11. 6 %、MgO 9. 5 %、Ti2O 0? 5 %、Fe2O3 0?l%、Zr02 0.5%、Na20+K20 1. 2%，SiO2Al2O3摩爾百分比含量為 6.74,Ca0/Mg0 摩爾百分 比含量為0.88，如02+41203)八0&0+1%0)摩爾百分比含量為2.64，余量為雜質(zhì)；
[0032] (5) SiO2 59. 5 %、Al2O3 15. 6 %、CaO 12. 4 %、MgO 9. 0 %、Ti2O 1. 5 %、Fe2O3 0? 4%、ZrO2O. 6%、Na2OK2O0? 4%，SiO2Al2O3摩爾百分比含量為 6. 47,Ca0/Mg0 摩爾百分 比含量為0.99,（Si02+Al203V(Ca0+Mg0)摩爾百分比含量為2. 57,余量為雜質(zhì)；
[0033] (6) SiO2 60. 2 %、Al2O3 15. 8 %、CaO 12. 2 %、MgO 8. 9 %、Ti2OI. 1 %、Fe2O3 0? 3%、ZrO2O. 5%、Na2OK2O0? 4%，SiO2Al2O3摩爾百分比含量為 6. 47,Ca0/Mg0 摩爾百分 比含量為0.99，如02+41203)八0&0+1%0)摩爾百分比含量為2.64，余量為雜質(zhì)；
[0034] (7)SiO2 59%、Al2O3 16. 4%、CaO12. 8%、MgO9. 4%、Ti2O0? 8%、Fe2O3 0? 3%、 ZrO2O. 3%、Na2OK2O0.9%，SiO2Al2O3摩爾百分比含量為6. 11，Ca0/Mg0摩爾百分比含量 為0.98，如02+4120 3)八0&0+1%0)摩爾百分比含量為2.48，余量為雜質(zhì)；
[0035] (8) SiO2 61. 5 %、Al2O3 15. 4 %、CaO 10. 4 %、MgO 9. 4 %、Ti2O 1. 9 %、Fe2O3 0? 4%、ZrO2O. 1%、Na2OK2O1. 0%，SiO2Al2O3摩爾百分比含量為 6. 78,Ca0/Mg0 摩爾百分 比含量為〇.80，如02+41203)八0&0+1%0)摩爾百分比含量為2.91，余量為雜質(zhì)；
[0036] (9)SiO2 59. 4%、Al2O3 14%、CaO12. 4%、MgO10%、Ti2O0? 4%、Fe2O3 0? 3%、 Zr022. 0%、Na2OK2O1. 2%，SiO2Al2O3摩爾百分比含量為7. 20,Ca0/Mg0摩爾百分比含量 為0.87,（Si02+Al203V(Ca0+Mg0)摩爾百分比含量為2. 37,余量為雜質(zhì)；
[0037] (IO)SiO2 61. 2%'Al2O3 15%、CaO11. 4%、MgO7. 6%、Ti2OI. 9%'Fe2O3 0? 4%、 ZrO2L0%、Na2OK2O1.2%，SiO2Al2O3摩爾百分比含量為6.92,Ca0/Mg0摩爾百分比含量 為1.08，如02+4120 3)八0&0+1%0)摩爾百分比含量為2.97，余量為雜質(zhì)。
[0038] 本發(fā)明還請求保護(hù)由上述的組合物制備得到的高模量玻璃纖維。
[0039] -種制備上述的高模量玻璃纖維的方法，其特征在于，在生產(chǎn)過程中采用權(quán)利要 求1-13任一所述的組合物作為所述玻璃纖維的原料。
[0040] 根據(jù)玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)理論和玻璃相圖理論，玻璃各組分含量只有位于某一特定區(qū)域 范圍內(nèi)，才能獲得較佳的性能、較低的熔化溫度和析晶上限溫度。偏離該區(qū)域越遠(yuǎn)，析晶傾 向越大，生產(chǎn)越困難，性能惡化越嚴(yán)重。
[0041] 本發(fā)明通過精確控制Si02、A1203、CaO、MgO四種主組分的含量范圍和摩爾配比關(guān) 系，使得玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)最優(yōu)化，保證了玻璃纖維具有良好的力學(xué)性能和成型性能，克服了在 較低生產(chǎn)難度下獲得高性能玻璃纖維的難題；同時通過加入一定量的ZrOjPTiO2，進(jìn)一步 改善玻璃纖維的成型作業(yè)難度，調(diào)節(jié)玻璃纖維的彈性模量、耐疲勞性能和耐腐蝕性能。本發(fā) 明通過精確選擇和調(diào)配組分，使得本發(fā)明用于制備玻璃纖維的組合物在不含Li30、B203、F2, 降低了原料成本的情況下，仍然能保證所發(fā)明玻璃纖維具有較好的成型性能（成型溫度不 超過1260°C，析晶上限溫度低于1170°C，拉絲成型作業(yè)溫度區(qū)間大于60°C);同時，本發(fā)明 玻璃纖維還具有極佳的的力學(xué)性能（拉伸模量可達(dá)93GPa以上）-、耐腐蝕性能和耐疲勞性 能總的來說，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了較低生產(chǎn)難度、較低生產(chǎn)成本獲得高強(qiáng)度、高耐腐蝕性、高耐疲 勞性玻璃纖維的可能，解決了高性能玻璃纖維較低難度規(guī)?；a(chǎn)這一困擾行業(yè)發(fā)展的難 題。
[0042] 本發(fā)明實(shí)施例公開并試驗(yàn)了采用如下配方所得的組合物作為材料制備玻璃纖 維：
[0043]
[0045] 在進(jìn)一步的實(shí)施例中，優(yōu)選Si02、A1203、Ca0、Mg0摩爾百分比含量還符合如下比例 關(guān)系：
[0046] Si02：Al203= 6. 1-7. 2 ；
[0047] CaO:MgO= 0? 76-1. 19 ;
[0048] (Si02+Al203) : (CaO+MgO) = 2. 37-2. 93。
[0049] 進(jìn)一步的優(yōu)選，包括 59. 2-61.Owt% 的Si02。
[0050] 進(jìn)一步的優(yōu)選，包括 14. 5-16.Owt% 的A1203。
[0051] 進(jìn)一步的優(yōu)選，所述CaO的含量為10. 8-12. 8wt%。
[0052] 進(jìn)一步的優(yōu)選，所述MgO的含量為8-9. 8wt%。
[0053] 進(jìn)一步的優(yōu)選，包括0? 5-1. 5wt%的Ti02。
[0054] 進(jìn)一步的優(yōu)選，包括0? 2-1. 5wt%的Zr02。
[0055] 進(jìn)一步的優(yōu)選，所述Li2O的含量基本為0。
[0056] 進(jìn)一步的優(yōu)選，本發(fā)明中，5102、六1203』 &0、1%0摩爾百分比含量還符合如下比例關(guān) 系：
[0057] Si02：Al2〇3= 6. 3-6. 9 ；
[0058] CaO:MgO= 0? 80-1. 10 ;
[0059] (Si02+Al203) : (CaO+MgO) = 2. 55-2. 80。
[0060] 本發(fā)明基本不含其它成分。"基本不含"是指不專門添加某種特定成分，但允許以 原料中的雜質(zhì)形式被微量引入。
[0061] 對于無堿玻璃體系而言，SiO2-Al2O3-MgO-CaO四元系統(tǒng)的玻璃是非常重要的一種 設(shè)計，它既保留了傳統(tǒng)E玻璃（SiO2-Al2O3-CaO三元系統(tǒng)）的良好工藝性能，又具有經(jīng)典高 強(qiáng)玻璃（SiO2-Al2O3-MgO三元系統(tǒng)）的優(yōu)秀機(jī)械性能。但組分越多，相互影響越復(fù)雜，越難 以掌控，設(shè)計也就越困難。要真正獲得一種具有實(shí)際應(yīng)用價值的、且物化性能優(yōu)異的高性能 玻璃纖維，其每種組分的含量范圍和比例關(guān)系就需要精心設(shè)計，并通過大量試驗(yàn)反復(fù)驗(yàn)證。
[0062] 按照玻璃結(jié)構(gòu)理論中經(jīng)典的無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說，二氧化硅（SiO2)是形成玻璃網(wǎng)絡(luò)的 主要氧化物之一，它構(gòu)成了硅酸鹽玻璃的主要網(wǎng)絡(luò)骨架，決定著玻璃的機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定 性和熱穩(wěn)定性。本發(fā)明獲得并驗(yàn)證了SiO2含量控制在59-61. 5wt%的玻璃體系，在更優(yōu)選 的實(shí)施例中采用59. 2-61.Owt%，數(shù)據(jù)表明該范圍比例使得玻璃纖維成型難度降低，化學(xué)和 熱穩(wěn)定性以及機(jī)械性能提尚。
[0063] 氧化鋁（Al2O3)根據(jù)含量不同在硅酸鹽玻璃網(wǎng)絡(luò)中可以有不同存在形式，通常與 SiO2*同組成玻璃網(wǎng)絡(luò)骨架。它具有提高玻璃的機(jī)械性能、降低玻璃析晶傾向、改善玻璃網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用，但若Al2O3含量偏高，也會使得玻璃粘度過大，玻璃成纖困難，還容易出現(xiàn)析 晶問題。本發(fā)明獲得并驗(yàn)證了Al2O3含量要求控制在14-16. 4wt%的玻璃體系，在更優(yōu)選的 實(shí)施例中，采用14. 5-16.Owt%，使得玻璃的機(jī)械性能提高、玻璃析晶傾向降低、玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)得到改善，容易成纖維。
[0064] 本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例中，限制310241 203(摩爾百分?jǐn)?shù)含量）=6.1_7.2，進(jìn) 一步優(yōu)選地，SiO2=Al203 (摩爾百分?jǐn)?shù)含量）=6. 3-6. 9,使得本發(fā)明的玻璃纖維產(chǎn)品具有足 夠的力學(xué)性能、疲勞性能以及合適的成型性能。在硅酸鹽玻璃體系中，SiOjPAl203的比例 關(guān)系對玻璃纖維的性能也有著重要影響，本發(fā)明采用的摩爾比例能保證形成合適的骨架結(jié) 構(gòu)，賦予玻璃纖維最佳的綜合性能。
[0065] 氧化鈣（CaO)和氧化鎂（MgO)屬于二價堿土金屬氧化物，通常不會進(jìn)入玻璃網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)，在硅酸鹽玻璃中一般起到調(diào)整玻璃結(jié)構(gòu)、改善玻璃性能的作用。但由于CaO和 MgO的離子半徑和電場強(qiáng)度不同，它們在玻璃中的作用和表現(xiàn)也有較大差異。在經(jīng)典的 SiO2-Al2O3-CaO三元系統(tǒng)中，CaO起著降低高溫粘度、減小玻璃料性、利于玻纖成型的作用。 當(dāng)用MgO代替一部分CaO時，由于Mg2+的離子半徑更小、場強(qiáng)更大，收縮玻璃網(wǎng)絡(luò)作用更強(qiáng)， 因而玻璃纖維的力學(xué)性能會更好。但此過程中CaO和MgO的比例關(guān)系和含量范圍非常關(guān)鍵， 如果控制不好，要么玻璃纖維的力學(xué)性能達(dá)不到要求，要么玻璃熔體難以穩(wěn)定、極易出現(xiàn)析 晶問題，都無法獲得需要的玻璃纖維。因此，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，CaO含 量為 10. 4-12. 8wt%，MgO含量為 7. 6-10wt%，且CaO:MgO(摩爾分?jǐn)?shù)含量）=0? 76-1. 19。 優(yōu)選地，CaO含量為10. 8-12. 8wt%，MgO含量為8-9. 8wt%，C