Zobrazení: 94 Autor: Editor webů Publikování Čas: 2024-08-15 Původ: Místo
Vlastnosti zesílení materiálu vlákna PK
1 pevnost v tahu
Pevnost v tahu je maximální napětí, které materiál před natažením vydrží. Před zlomením se některé materiály, které se netýkají Vlákna Kevlar ® (Aramid), uhlíková vlákna a Vlákna E-Glass jsou křehká a lámají se s malou deformací. Pevnost v tahu se měří jako síla na jednotku plochy (PA nebo Pascals).
Stres je síla a napětí je vychýlení v důsledku napětí. Níže uvedená tabulka ukazuje srovnání pevnosti v tahu tří běžně používaných výztužných vláken: uhlíkové vlákno, aramidové vlákno, skleněné vlákno a epoxidovou pryskyřici. Stojí za zmínku, že tyto údaje jsou pro srovnání pouze a mohou se lišit podle výrobního procesu, složení epoxidové pryskyřice, formulací aramidu, prekurzorovým vláknem uhlíkového vlákna atd. A jsou vyjádřeny v MPa.
2. poměr hustoty a pevnosti k hmotnosti
Při porovnání hustot tří materiálů lze mezi těmito třemi vlákny pozorovat významné rozdíly. Pokud jsou vytvořeny tři vzorky přesně stejné velikosti a hmotnosti, je rychle zřejmé, že vlákna Kevlar® jsou mnohem lehčí, s uhlíkovými vlákny přicházejí těsně vteřiná a vlákna E-Glass nejtěžší. Proto pro stejnou hmotnost kompozitu lze získat vyšší pevnost s uhlíkovým vláknem nebo Kevlar®. Jinými slovy, jakákoli struktura vyrobená z kompozitů z uhlíkových vláken nebo Kevlar®, která vyžaduje danou sílu, je menší nebo tenčí než část ze skleněných vláken. Po provedení a testování vzorků bude zjištěno, že kompozity skleněných vláken váží téměř dvakrát tolik než lamináty Kevlar® nebo uhlíkových vláken. To znamená, že pomocí Kevlar® nebo uhlíkových vláken lze ušetřit hodně hmotnosti. Tato vlastnost se nazývá poměr síly k hmotnosti.
3. Modul Young's Modul Young
Youngův modul je měřítkem tuhosti elastického materiálu a je způsob, jak popsat materiál. Je definována jako poměr jednoosého (v jednom směru) napětí k jednoosému napětí (deformace ve stejném směru). Youngův modul = stres/napětí, což znamená, že materiály s vysokým mladým modulem jsou tužší než materiály s nízkým modulem Younga.
Tuhost uhlíkových vláken, Kevlar® a skleněných vláken se značně liší. Uhlíkové vlákno je asi dvakrát tuhé jako aramidové vlákno a pětkrát tužší než skleněné vlákno. Nevýhodou vynikající tuhosti z uhlíkového vlákna je, že má tendenci být křehčí. Když selže, má tendenci nevykazovat mnoho napětí nebo deformace.
4. hořlavost a tepelné vysvětlení
Jak Kevlar®, tak uhlíkové vlákno jsou odolné vůči vysokým teplotám a ani nemají bod tání. Oba materiály byly použity v ochranném oděvu a odolných látkách odolných proti požáru. Skleněné vlákno se nakonec roztaví, ale je také vysoce odolné vůči vysokým teplotám. Samozřejmě, matná skleněná vlákna používaná v budovách mohou také zvýšit odolnost proti požáru.
Uhlíkové vlákno a Kevlar® se používají k výrobě ochranných hasičských nebo svařovacích přikrývek nebo oblečení. Kevlar rukavice se často používají v masovém průmyslu k ochraně rukou při používání nožů. Tepelná odolnost matrice (obvykle epoxidové) je také důležitá, protože vlákna se zřídka používají sama o sobě. Při vystavení teplu se epoxidová pryskyřice rychle zjemňuje.
5. Elektrická vodivost, vodivost
Uhlíkové vlákno vede elektřinu, ale Kevlar® a skleněné vlákno ne.kevlar® se používá pro tahání vodičů v přenosových věžích. Přestože nevede elektřinu, absorbuje vodu a voda vede elektřinu. V takových aplikacích musí být na Kevlar aplikován vodotěsný povlak.
Protože uhlíkové vlákno může provádět elektřinu, koroze galvanické vazby se stává problémem, když přijde do kontaktu s jinými kovovými částmi.
6. UV degradace
Aramidová vlákna se degradují v prostředí slunečního světla a vysokých UV. Uhlíková nebo skleněná vlákna nejsou příliš citlivá na UV záření. Některé běžně používané matice, jako jsou epoxidové pryskyřice, jsou však zachovány na slunci, kde se rozběhne a ztratí svou sílu. Polyesterové a vinylesterové pryskyřice jsou odolnější vůči UV, ale slabší než epoxidové pryskyřice.
7. Odolnost proti únavě
Pokud je část opakovaně ohnutá a narovnána, nakonec selže kvůli únavě. Uhlíkové vlákno je poněkud citlivé na únavu a má tendenci katastroficky selhat, zatímco Kevlar® je odolnější vůči únavě. Skleněné vlákno je někde mezi tím.
8. Odolnost proti oděru
Kevlar® je vysoce odolný vůči otěru, což ztěžuje řezání. Jedním z běžných využití Kevlar® je jako ochranné rukavice pro oblasti, kde mohou být ruce řezány sklem nebo kde se používají ostré čepele. Uhlíková a skleněná vlákna jsou méně odolná.
9. Chemická odolnost
Aramidová vlákna jsou citlivá na silné kyseliny, alkaliky a určitá oxidační činidla (např. Chlornan sodný), což může způsobit degradaci vlákna. U KEVLAR® nelze použít běžné bělidla chloru (např. Clorox®) a peroxid vodíku. Kyslíkové bělidlo (např. Perborát sodný) lze použít bez poškození aramidových vláken.
Uhlíková vlákna jsou velmi stabilní a necitlivá na chemickou degradaci. Epoxidová matice se však sníží.
10. Vlastnosti vazby těla
Aby byla uhlíková vlákna, Kevlar® a sklo optimálně prováděny, musí být drženy na místě v matrici (obvykle epoxidové pryskyřice). Schopnost epoxidové pryskyřice se spojit s různými vlákny je proto kritická.
Uhlíková i skleněná vlákna se mohou snadno držet epoxidu, ale vazba aramidové vlákno-epoxy není tak silná, jak požaduje, a tato snížená adheze umožňuje pronikání pronikání vody. Výsledkem je, že snadnost aramidových vláken mohou absorbovat vodu spojenou s nežádoucí adhezi k epoxidu, znamená, že pokud je povrch kompozitu Kevlar® poškozen a může vstoupit voda, může Kevlar® absorbovat vodu podél vláken a oslabit kompozitu.
11. Barva a vazba
Aramid je lehké zlato ve svém přirozeném stavu, může být zbarveno a nyní přichází v mnoha pěkných odstínech. Skleněné vlákno je také k dispozici v barevných verzích. Uhlíkové vlákno je vždy černé a lze jej smíchat s barevným aramidem, ale nelze jej vybarvit.
