Visualizzazioni: 94 Autore: Editor del sito Publish Tempo: 2024-08-15 Origine: Sito
Proprietà del materiale in fibra di rinforzo PK
1 resistenza alla trazione
La resistenza alla trazione è la massima sollecitazione che un materiale può resistere prima di allungamento. Alcuni materiali non britannici si deformano prima di rompere, ma Fibre Kevlar ® (Aramid), fibre di carbonio e Le fibre di vetro elettronico sono fragili e si rompono con poca deformazione. La resistenza alla trazione viene misurata come forza per unità di area (PA o PASCALS).
Lo stress è la forza e la tensione è la deflessione dovuta allo stress. La tabella seguente mostra un confronto della resistenza alla trazione di tre fibre di rinforzo comunemente usate: fibra di carbonio, fibra aramidica, fibra di vetro e resina epossidica. Vale la pena notare che queste cifre sono solo per il confronto e possono variare con il processo di produzione, la composizione della resina epossidica, la formulazione dell'Aramide, la fibra precursore della fibra di carbonio, ecc. E sono espresse in MPA.
2. Densità e rapporto forza-peso
Quando si confrontano le densità dei tre materiali, si possono vedere differenze significative tra le tre fibre. Se vengono realizzati tre campioni di esattamente le stesse dimensioni e peso, diventa rapidamente evidente che le fibre Kevlar® sono molto più leggere, con le fibre di carbonio che arrivano più pesanti e le fibre di vetro elettroniche. Pertanto, per lo stesso peso del composito, è possibile ottenere una maggiore resistenza con fibra di carbonio o kevlar®. In altre parole, qualsiasi struttura realizzata in fibra di carbonio o compositi Kevlar® che richiede una determinata resistenza è più piccola o più sottile di una realizzata in fibra di vetro. Dopo che sono stati realizzati e testati campioni, si scoprirà che i compositi in fibra di vetro pesano quasi il doppio dei laminati di Kevlar® o in fibra di carbonio. Ciò significa che molto peso può essere risparmiato usando Kevlar® o fibra di carbonio. Questa proprietà è chiamata rapporto forza-peso.
3. Modulo del modulo di Young Young
Il modulo di Young è una misura della rigidità di un materiale elastico ed è un modo per descrivere un materiale. È definito come il rapporto tra stress uniassiale (in una direzione) e deformazione uniassiale (deformazione nella stessa direzione). Il modulo di Young = stress/tensione, il che significa che i materiali con il modulo di un alto giovane sono più rigidi di quelli con un modulo di bassa giovane.
La rigidità di fibra di carbonio, kevlar® e fibra di vetro varia considerevolmente. La fibra di carbonio è circa il doppio della fibra aramidica e cinque volte più rigida della fibra di vetro. L'aspetto negativo dell'eccellente rigidità della fibra di carbonio è che tende ad essere più fragile. Quando fallisce, tende a non mostrare molta tensione o deformazione.
4. Innesco e spiegazione termica
Sia Kevlar® che la fibra di carbonio sono resistenti alle alte temperature e nessuno dei due ha un punto di fusione. Entrambi i materiali sono stati utilizzati in abbigliamento protettivo e tessuti resistenti al fuoco. La fibra di vetro alla fine si scioglierà, ma è anche altamente resistente alle alte temperature. Naturalmente, le fibre di vetro smerigliate utilizzate negli edifici possono anche aumentare la resistenza al fuoco.
Carbon Fibre e Kevlar® vengono utilizzati per realizzare coperte o indumenti antincendio protettive o saldatura. I guanti di kevlar sono spesso utilizzati nel settore della carne per proteggere le mani quando si utilizzano i coltelli. La resistenza al calore della matrice (di solito epossidica) è anche importante poiché le fibre vengono utilizzate raramente da sole. Se esposto al calore, la resina epossidica si ammorbidisce rapidamente.
5. Conducibilità elettrica, conducibilità
La fibra di carbonio conduce elettricità, ma Kevlar® e fibra di vetro no. Sebbene non conduce elettricità, assorbe acqua e acqua conduce elettricità. Pertanto, un rivestimento impermeabile deve essere applicato a Kevlar in tali applicazioni.
Poiché la fibra di carbonio può condurre elettricità, la corrosione dell'accoppiamento galvanico diventa un problema quando viene a contatto con altre parti metalliche.
6. Degrado UV
Le fibre aramidiche si degraderanno alla luce solare e agli ambienti UV elevati. Le fibre di carbonio o di vetro non sono molto sensibili alle radiazioni UV. Tuttavia, alcune matrici comunemente usate come le resine epossidiche sono trattenute alla luce solare dove sbiancerà e perderà la sua forza. Le resine di estere in poliestere e vinile sono più resistenti alle UV, ma più deboli delle resine epossidiche.
7. Resistenza alla fatica
Se una parte viene ripetutamente piegata e raddrizzata, alla fine fallirà a causa della fatica. La fibra di carbonio è in qualche modo sensibile alla fatica e tende a fallire catastroficamente, mentre Kevlar® è più resistente alla fatica. La fibra di vetro è da qualche parte nel mezzo.
8. Resistenza all'abrasione
Kevlar® è altamente resistente all'abrasione, il che rende difficile da tagliare. Uno degli usi comuni di Kevlar® è come guanti protettivi per le aree in cui le mani possono essere tagliate in vetro o in cui vengono utilizzate lame affilate. Le fibre di carbonio e vetro sono meno resistenti.
9. Resistenza chimica
Le fibre aramidiche sono sensibili agli acidi forti, agli alcali e ad alcuni agenti ossidanti (ad es. Ipoclorito di sodio), che possono causare degradazione delle fibre. Le candeggine di cloro comuni (ad es. Clorox®) e il perossido di idrogeno non possono essere utilizzate con Kevlar®. Le candeggine di ossigeno (ad esempio perborato di sodio) possono essere utilizzate senza danneggiare le fibre aramide.
Le fibre di carbonio sono molto stabili e insensibili al degrado chimico. Tuttavia, la matrice epossidica si degraderà.
10. Proprietà di legame corporeo
Affinché le fibre di carbonio, Kevlar® e Glass si esibiscano in modo ottimale, devono essere tenuti in posizione nella matrice (di solito resina epossidica). La capacità della resina epossidica di legare alle varie fibre è quindi fondamentale.
Sia le fibre di carbonio che di vetro possono facilmente attenersi all'epossidico, ma il legame con fibra-epossia aramide non è forte come desiderato e questa ridotta adesione consente di verificarsi la penetrazione dell'acqua. Di conseguenza, la facilità con cui le fibre aramide possono assorbire l'acqua, abbinata all'adesione indesiderata all'epossidico, significa che se la superficie del composito Kevlar® è danneggiata e l'acqua può entrare, quindi Kevlar® può assorbire l'acqua lungo le fibre e indebolire il composito.
11. Colore e tessitura
Aramid è oro chiaro nel suo stato naturale, può essere colorato e ora è disponibile in molte belle tonalità. La fibra di vetro è disponibile anche nelle versioni colorate. La fibra di carbonio è sempre nera e può essere miscelata con aramide colorata, ma non può essere colorata da sola.
