კევლარის, ნახშირბადის ბოჭკოვანი და მინის ბოჭკოს უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები

გამაგრება ბოჭკოვანი მასალის თვისებები PK

1 დაძაბულობის ძალა

დაძაბულობის სიძლიერე არის მაქსიმალური სტრესი, რომელსაც მასალა გაუძლებს გაჭიმვას. ზოგიერთი არა-ბრტყელი მასალა დეფორმირდება, მაგრამ გატეხამდე, მაგრამ Kevlar ® (Aramid) ბოჭკოები, ნახშირბადის ბოჭკოები და ელექტრონული მინის ბოჭკოები მყიფეა და მცირე დეფორმაციით იშლება. დაძაბულობის სიმტკიცე იზომება, როგორც ძალა ერთეულის ფართობზე (PA ან პასკალები).

სტრესი არის ძალა და დაძაბვა არის დეფლექცია სტრესის გამო. ქვემოთ მოცემულ ცხრილში მოცემულია სამი ხშირად გამოყენებული გამაგრების ბოჭკოების დაძაბულობის სიმტკიცის შედარება: ნახშირბადის ბოჭკოვანი, არამიდის ბოჭკოვანი, შუშის ბოჭკოვანი და ეპოქსიდური ფისოვანი. აღსანიშნავია, რომ ეს ფიგურები მხოლოდ შედარებისთვისაა და ისინი შეიძლება განსხვავდებოდეს წარმოების პროცესთან, ეპოქსიდური ფისის შემადგენლობით, არამიდის ფორმულირებაში, ნახშირბადის ბოჭკოს წინამორბედის ბოჭკოვანი და ა.შ., და გამოხატულია MPA– ში.

2. სიმკვრივე და ძალაუფლების წონის თანაფარდობა

სამი მასალის სიმკვრივის შედარებისას, მნიშვნელოვანი განსხვავებები შეიძლება ნახოთ სამ ბოჭკოს შორის. თუ ზუსტად იგივე ზომისა და წონის სამი ნიმუშია გაკეთებული, სწრაფად აშკარა ხდება, რომ Kevlar® ბოჭკოები გაცილებით მსუბუქია, ნახშირბადის ბოჭკოები ახლოვდება მეორე და ელექტრონული მინის ბოჭკოები ყველაზე მძიმე. ამრიგად, კომპოზიციის იმავე წონისთვის, უფრო მაღალი სიძლიერის მიღება შესაძლებელია ნახშირბადის ბოჭკოსთან ან Kevlar®– ით. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ნახშირბადის ბოჭკოს ან Kevlar® კომპოზიციებისგან დამზადებული ნებისმიერი სტრუქტურა, რომელიც მოითხოვს მოცემულ სიძლიერეს, უფრო მცირე ან გამხდარია, ვიდრე შუშის ბოჭკოსგან დამზადებული. მას შემდეგ, რაც ნიმუშები გაკეთდა და ტესტირება, გაირკვა, რომ მინის ბოჭკოვანი კომპოზიციები თითქმის ორჯერ მეტია, ვიდრე Kevlar® ან ნახშირბადის ბოჭკოვანი ლამინატები. ეს ნიშნავს, რომ ბევრი წონის შენახვა შესაძლებელია Kevlar® ან ნახშირბადის ბოჭკოს გამოყენებით. ამ ქონებას ეწოდება ძალაუფლების წონის თანაფარდობა.

3. ახალგაზრდა მოდული იანგის მოდული

იანგის მოდული არის ელასტიური მასალის სიმძიმის ზომა და არის მასალის აღწერის საშუალება. იგი განისაზღვრება, როგორც ცალმხრივი (ერთი მიმართულებით) სტრესის თანაფარდობა უნიოქსალურ შტამთან (დეფორმაცია იმავე მიმართულებით). Young's Modulus = სტრესი/შტამი, რაც იმას ნიშნავს, რომ მაღალი ახალგაზრდა მოდულის მქონე მასალები უფრო მკაცრია, ვიდრე დაბალი ახალგაზრდა მოდულის მქონე.

ნახშირბადის ბოჭკოს, Kevlar® და მინის ბოჭკოს სიმტკიცე მნიშვნელოვნად განსხვავდება. ნახშირბადის ბოჭკოვანი დაახლოებით ორჯერ უფრო მკაცრია, ვიდრე არამიდის ბოჭკოვანი და ხუთჯერ უფრო მკაცრი ვიდრე შუშის ბოჭკოვანი. ნახშირბადის ბოჭკოს შესანიშნავი სიმტკიცე ის არის, რომ ის უფრო მყიფეა. როდესაც ის ვერ ხერხდება, ის ტენდენციას არ აჩვენებს დიდ დაძაბვას ან დეფორმაციას.

4. აალებადი და თერმული ახსნა

Kevlar® და ნახშირბადის ბოჭკოვანი მდგრადია მაღალი ტემპერატურის მიმართ და არც აქვს დნობის წერტილი. ორივე მასალა გამოიყენეს დამცავ ტანსაცმელში და ხანძარსაწინააღმდეგო ქსოვილებში. შუშის ბოჭკოვანი საბოლოოდ დნება, მაგრამ ასევე ძალიან მდგრადია მაღალი ტემპერატურის მიმართ. რასაკვირველია, შენობებში გამოყენებული ყინვაგამძლე შუშის ბოჭკოები ასევე შეიძლება გაზარდოს ხანძრის წინააღმდეგობა.

ნახშირბადის ბოჭკოვანი და Kevlar® გამოიყენება დამცავი ხანძარსაწინააღმდეგო ან შედუღების საბნები ან ტანსაცმელი. კევლარის ხელთათმანები ხშირად გამოიყენება ხორცის ინდუსტრიაში, დანის გამოყენებისას ხელების დასაცავად. მატრიქსის სითბოს წინააღმდეგობა (ჩვეულებრივ, ეპოქსია) ასევე მნიშვნელოვანია, რადგან ბოჭკოები იშვიათად გამოიყენება საკუთარ თავზე. სითბოს ექვემდებარება, ეპოქსიდური ფისოვანი სწრაფად არბილებს.

5. ელექტრული გამტარობა, გამტარობა

ნახშირბადის ბოჭკოვანი ატარებს ელექტროენერგიას, მაგრამ Kevlar® და მინის ბოჭკოვანი არა. Kevlar® გამოიყენება გადამცემი კოშკებში მავთულის გასასვლელად. მიუხედავად იმისა, რომ იგი არ ატარებს ელექტროენერგიას, ის შთანთქავს წყალს და წყალი ელექტროენერგიას ატარებს. ამიტომ, წყალგაუმტარი საფარი უნდა იქნას გამოყენებული Kevlar– ზე ასეთ პროგრამებში.

იმის გამო, რომ ნახშირბადის ბოჭკოს შეუძლია ელექტროენერგიის ჩატარება, გალვანური დაწყვილების კოროზია პრობლემა ხდება, როდესაც ის სხვა ლითონის ნაწილებთან კონტაქტში შედის.

6. UV დეგრადაცია

არამიდის ბოჭკოები შეამცირებენ მზის შუქს და ულტრაიისფერი გარემოში. ნახშირბადის ან მინის ბოჭკოები არ არის ძალიან მგრძნობიარე ულტრაიისფერი გამოსხივების მიმართ. ამასთან, ზოგიერთ ჩვეულებრივ გამოყენებულ მატრიცებს, როგორიცაა ეპოქსიდური ფისები, შენარჩუნებულია მზის შუქზე, სადაც ის გაათავისუფლებს და დაკარგავს ძალას. პოლიესტერისა და ვინილის ესტერის ფისები უფრო მდგრადია UV– ს მიმართ, მაგრამ სუსტია, ვიდრე ეპოქსიდური ფისები.

7. დაღლილობის წინააღმდეგობა

თუ ნაწილი არაერთხელ არის მოხრილი და გასწორებული, ის საბოლოოდ ვერ მოხდება დაღლილობის გამო. ნახშირბადის ბოჭკოვანი გარკვეულწილად მგრძნობიარეა დაღლილობის მიმართ და კატასტროფულად ვერ ხერხდება, ხოლო Kevlar® უფრო მდგრადია დაღლილობის მიმართ. შუშის ბოჭკოვანი სადღაც.

8. აბრაზიის წინააღმდეგობა

Kevlar® ძალზე მდგრადია აბრაზიის მიმართ, რაც ართულებს მოჭრას. Kevlar®– ის ერთ - ერთი საერთო გამოყენება არის როგორც დამცავი ხელთათმანები იმ ადგილებში, სადაც ხელები შეიძლება მოჭრილიყო მინის საშუალებით, ან სადაც გამოიყენება მკვეთრი პირები. ნახშირბადის და შუშის ბოჭკოები ნაკლებად გამძლეა.

9. ქიმიური წინააღმდეგობა 

არამიდის ბოჭკოები მგრძნობიარეა ძლიერი მჟავების, ტუტეების და გარკვეული ჟანგვის აგენტების მიმართ (მაგ. ნატრიუმის ჰიპოქლორიტი), რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ბოჭკოვანი დეგრადაცია. ქლორის საერთო გაუფერულება (მაგ. Clorox®) და წყალბადის ზეჟანგით არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას Kevlar®– ით. ჟანგბადის გაუფერულება (მაგ. ნატრიუმის პერბორატი) შეიძლება გამოყენებულ იქნას არამიდის ბოჭკოების დაზიანების გარეშე.

ნახშირბადის ბოჭკოები ძალიან სტაბილური და მგრძნობიარეა ქიმიური დეგრადაციის მიმართ. ამასთან, ეპოქსიდური მატრიცა შემცირდება.

10. სხეულის შემაკავშირებელი თვისებები 

იმისათვის, რომ ნახშირბადის ბოჭკოები, Kevlar® და მინის ოპტიმალურად შესრულება, ისინი უნდა ჩატარდეს ადგილზე მატრიქსში (ჩვეულებრივ, ეპოქსიდური ფისოვანი). შესაბამისად, კრიტიკულია ეპოქსიდური ფისოვანი სხვადასხვა ბოჭკოებთან კავშირის შესაძლებლობა.

ნახშირბადის და შუშის ბოჭკოებს ადვილად შეუძლიათ ეპოქსია, მაგრამ არამიდური ბოჭკოვანი ეპოქსია ბმული არ არის ისეთი ძლიერი, როგორც სასურველი, და ეს შემცირებული ადჰეზიის საშუალებით ხდება წყლის შეღწევა. შედეგად, სიმარტივე, რომლითაც არამიდის ბოჭკოებს შეუძლიათ შეიწოვონ წყალი, თან ახლავს ეპოქსიდთან არასასურველი ადჰეზიით, ნიშნავს, რომ თუ კევლარის კომპოზიტის ზედაპირი დაზიანებულია და წყალი შეიძლება შევიდეს, მაშინ კევლარმა შეიძლება შთანთქოს წყალი ბოჭკოების გასწვრივ და შეასუსტოს კომპოზიცია.

11. ფერი და ქსოვილი

არამიდი არის მსუბუქი ოქრო თავის ბუნებრივ მდგომარეობაში, ის შეიძლება იყოს ფერადი და ახლა მრავალი ლამაზი ჩრდილში მოდის. შუშის ბოჭკოვანი ასევე ხელმისაწვდომია ფერადი ვერსიით. ნახშირბადის ბოჭკოვანი ყოველთვის შავია და შეიძლება შერეული იყოს ფერადი არამიდან, მაგრამ ის თავად არ შეიძლება იყოს ფერადი.