Քեւլարի, ածխածնի մանրաթելերի եւ ապակե մանրաթելերի առավելություններն ու թերությունները

Ամրապնդման մանրաթելերի նյութերի հատկություններ PK

1 Առաձգական ուժ

Առաձգական ուժը առավելագույն սթրեսն է, որը նյութը կարող է դիմակայել նախքան ձգումը: Որոշ ոչ փխրուն նյութեր դեֆորմացվում են նախքան կոտրելը, բայց Kevlar ® (Արամիդ) մանրաթելեր, Ածխածնի մանրաթելեր եւ Էլեկտրական մանրաթելերը փխրուն են եւ կոտրվում են փոքր դեֆորմացիայով: Առաձգական ուժը չափվում է որպես ուժի համար մեկ միավորի (PA կամ PASCALS):

Սթրեսը ուժն է, եւ լարումը սթրեսի պատճառով շեղումն է: Ստորեւ բերված աղյուսակը ցույց է տալիս, որ երեք սովորաբար օգտագործվում են ուժեղ ամրապնդող մանրաթելեր. Ածխածնի մանրաթել, Արամիդ մանրաթել, ապակե մանրաթել եւ էպոքսիդային խեժ: Հատկանշական է, որ այս թվերը միայն համեմատության են, եւ նրանք կարող են տարբեր լինել արտադրության գործընթացից, էպոքսիդային խեժի կազմը, ածխածնի մանրաթելերի նախադրյալ մանրաթելային ձեւակերպումը եւ արտահայտվում են MPA- ում:

2. Խտությունը եւ ուժը քաշելու հարաբերակցությունը

Երեք նյութերի խտությունը համեմատելիս երեք մանրաթելերի միջեւ կարելի է զգալի տարբերություններ տեսնել: Եթե ​​կատարվում են նույն չափի եւ քաշի երեք նմուշ, արագորեն ակնհայտ է դառնում, որ kevlar® մանրաթելերը շատ ավելի թեթեւ են, որի վրա փակվում են սերտ վայրկյան եւ էլեկտրոնային ապակյա մանրաթելեր: Հետեւաբար, կոմպոզիտային նույն քաշի համար ավելի բարձր ուժ կարելի է ձեռք բերել ածխածնի մանրաթել կամ kevlar®: Այլ կերպ ասած, ածխածնի մանրաթելից կամ Kevlar® կոմպոզիցացիներից պատրաստված ցանկացած կառույց, որը պահանջում է տվյալ ուժ, ավելի փոքր է կամ բարակ, քան ապակե մանրաթելից պատրաստված մեկը: Նմուշները պատրաստելուց եւ փորձարկվելուց հետո կգտնվեն, որ ապակե մանրաթելային կոմպոզիտիաները կշռում են գրեթե երկու անգամ ավելի քան kevlar® կամ ածխածնի մանրաթել լամինատներ: Սա նշանակում է, որ շատ ծանրություն կարող է պահպանվել `օգտագործելով Kevlar® կամ ածխածնի մանրաթել: Այս գույքը կոչվում է ուժային քաշի հարաբերակցություն:

3. Երիտասարդների մոդուլային երիտասարդի մոդուլը

Երիտասարդի մոդուլը առաձգական նյութի կոշտության չափանիշ է եւ նյութը նկարագրելու միջոց է: Այն սահմանվում է որպես Uniaxial (մեկ ուղղությամբ) սթրեսի հարաբերակցությունը անօրենական լարում (դեֆորմացիան նույն ուղղությամբ): Երիտասարդի մոդուլը = սթրես / լարում, ինչը նշանակում է, որ բարձր երիտասարդի մոդուլով նյութերը ավելի ուժեղ են, քան ցածր երիտասարդ մոդուլը ունեցողները:

Զգալիորեն տատանվում է ածխածնի մանրաթելերի, Kevlar®- ի եւ ապակե մանրաթելի խստությունը: Ածխածնի մանրաթելը մոտ երկու անգամ ավելի թունդ է, որքան աղացած մանրաթելը եւ հինգ անգամ ավելի ուժեղ, քան ապակե մանրաթելը: Ածխածնի մանրաթելերի գերազանց խստության անկումը այն է, որ այն հակված է ավելի փխրուն լինել: Երբ այն ձախողվի, այն հակված է շատ լարվածություն կամ դեֆորմացիա չցուցաբերել:

4. Դյուրավառություն եւ ջերմային բացատրություն

Եվ Kevlar®- ը եւ ածխածնի մանրաթելերը դիմացկուն են բարձր ջերմաստիճանի նկատմամբ եւ ոչ էլ հալման կետ չունեն: Երկու նյութերն էլ օգտագործվել են պաշտպանիչ հագուստի եւ հրդեհաշիջման գործվածքների մեջ: Ապակե մանրաթելն ի վերջո հալվելու է, բայց նաեւ խիստ դիմացկուն է բարձր ջերմաստիճանների նկատմամբ: Իհարկե, շենքերում օգտագործվող ցրտահարված ապակե մանրաթելերը կարող են մեծացնել նաեւ հրդեհային դիմադրություն:

Ածխածնի մանրաթելն ու Kevlar®- ն օգտագործվում են պաշտպանիչ հրշեջ կամ եռակցման վերմակներ կամ հագուստ պատրաստելու համար: Kevlar ձեռնոցները հաճախ օգտագործվում են մսամթերքի արդյունաբերության մեջ `դանակներ օգտագործելիս ձեռքերը պաշտպանելու համար: Matrix- ի ջերմային դիմադրությունը (սովորաբար էպոքսիկ) նույնպես կարեւոր է, քանի որ մանրաթելերը հազվադեպ են օգտագործվում ինքնուրույն: Երբ ջերմության ենթարկվում է, էպոքսիդային խեժը արագորեն փափկացնում է:

5. Էլեկտրական հաղորդունակություն, հաղորդունակություն

Ածխածնի մանրաթելն իրականացնում է էլեկտրաէներգիա, բայց Kevlar® եւ ապակե մանրաթելերը NIT.Kevlar® օգտագործվում են փոխանցման աշտարակներում լարերը քաշելու համար: Չնայած այն էլեկտրաէներգիա չի պարունակում, ջուրը կլանում է, եւ ջուրը էլեկտրաէներգիա է վարում: Հետեւաբար, այսպիսի ծրագրերում Քեվլարի նկատմամբ պետք է կիրառվի անջրանցիկ ծածկույթ:

Քանի որ ածխածնի մանրաթելը կարող է էլեկտրաէներգիա իրականացնել, Galvanic Coupleing Corrosion- ը խնդիր է դառնում, երբ այն կապի մեջ է մտնում մետաղական այլ մասերի հետ:

6. Ուլտրամանուշակագույն դեգրադացիա

Արամիդ մանրաթելերը կջնջեն արեւի լույսով եւ բարձրագույն ուլտրամանուշակագույն միջավայրում: Ածխածնի կամ ապակե մանրաթելերը շատ զգայուն չեն ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման նկատմամբ: Այնուամենայնիվ, որոշ սովորաբար օգտագործված մատրիցներ, ինչպիսիք են էպոքսիդային խեժերը, պահպանվում են արեւի լույսի ներքո, որտեղ այն սպիտակեցնում է եւ կկորցնի իր ուժը: Պոլիեսթեր եւ վինիլային Ester Resins- ը ավելի դիմացկուն է ուլտրամանուշակագույն, բայց ավելի թույլ, քան էպոքսիդային խեժերը:

7. Հոգնածության դիմադրություն

Եթե ​​մի մասը բազմիցս թեքում եւ ուղղվում է, այն, ի վերջո, ձախողվելու է հոգնածության պատճառով: Ածխածնի մանրաթելն ինչ-որ չափով զգայուն է հոգնածության նկատմամբ եւ հակված է աղետալիորեն ձախողվել, մինչդեռ Kevlar®- ը ավելի դիմացկուն է հոգնածության համար: Ապակե մանրաթելն միջեւ ինչ-որ տեղ է:

8. Քայքայիչ դիմադրություն

Kevlar®- ը խիստ դիմացկուն է քայքայումից, ինչը դժվարացնում է կրճատել: Kevlar®- ի ընդհանուր օգտագործումը նույնքան պաշտպանիչ ձեռնոց է այն տարածքների համար, որտեղ ձեռքերը կարող են կտրվել ապակուց կամ որտեղ օգտագործվում են սուր շեղբեր: Ածխածնի եւ ապակե մանրաթելերը ավելի քիչ դիմացկուն են:

9. Քիմիական դիմադրություն 

Արամիդ մանրաթելերը զգայուն են ուժեղ թթուների, ալկալիների եւ որոշակի օքսիդացնող գործակալների նկատմամբ (օրինակ, նատրիումի հիպոքլորիտ), ինչը կարող է առաջացնել մանրաթելերի քայքայումը: Ընդհանուր քլորի սպիտակեցումները (օրինակ, Clorox®) եւ ջրածնի պերօքսիդը չեն կարող օգտագործվել Kevlar®- ի հետ: Թթվածնի սպիտակեցումները (օրինակ, նատրիումի պերբորատ) կարող են օգտագործվել առանց վնասելու Արամիդ մանրաթելեր:

Ածխածնի մանրաթելերը շատ կայուն եւ անզգայուն են քիմիական քայքայման համար: Այնուամենայնիվ, Epoxy Matrix- ը կջնջի:

10: Մարմնի կապի հատկություններ 

Որպեսզի ածխածնի մանրաթելերը, Kevlar®- ը եւ ապակիները օպտիմալորեն կատարվեն, դրանք պետք է տեղակայվեն մատրիցում (սովորաբար epoxy խեժ): Ուստի տարբեր մանրաթելերի հետ կապվելու համար էպոքսիդային խեժի ունակությունը կարեւոր է:

Թե ածխածնի, եւ ապակե մանրաթելերը կարող են հեշտությամբ մնում էպոքսիկին, բայց Արամիդ օպտիկամանրաթելային էպոքսիդային պարտատոմսը այնքան ուժեղ չէ, որքան ցանկանում է սոսնձումը: Արդյունքում, այն հեշտությունը, որով ածխաջրերը կարող են կլանել ջուրը, զուգակցվել է epoxy- ի անցանկալի սոսնձի միջոցով, նշանակում է, որ եթե ջուրը կարող է ներթափանցել:

11. Գույն եւ հյուսեք

Aramid- ը թեթեւ ոսկի է իր բնական վիճակում, այն կարող է գունավորվել եւ այժմ գալիս է շատ գեղեցիկ երանգներով: Ապակե մանրաթելն առկա է նաեւ գունավոր տարբերակներով: Ածխածնի մանրաթելը միշտ սեւ է եւ կարելի է խառնվել գունավոր աղացածով, բայց այն չի կարող գունավորվել: