Skatījumi: 94 Autors: Vietnes redaktors Publicēšanas laiks: 2024-08-15 Izcelsme: Vietne
Stikla šķiedra, oglekļa šķiedra un aramīda šķiedra pašlaik ir plaši izmantoti stiegrojuma materiāli.
Stikla šķiedra
Oglekļa šķiedras audums
Aramīds (Kevlar®) Audums
Stiepes izturība ir maksimālais spriegums, ko materiāls var izturēt pirms stiepšanās. Daži netrausli materiāli deformējas pirms plīšanas, bet Kevlar® (aramīda) šķiedras, oglekļa šķiedras un E-stikla šķiedras ir trauslas un plīst ar nelielu deformāciju. Stiepes spēku mēra kā spēku uz laukuma vienību (Pa vai Pascals).
Stress ir spēks, un deformācija ir novirze stresa dēļ. Zemāk esošajā tabulā parādīts trīs plaši izmantoto armēšanas šķiedru stiepes izturības salīdzinājums: oglekļa šķiedra, aramīda šķiedra, stikla šķiedra un epoksīdsveķi. Ir vērts atzīmēt, ka šie skaitļi ir paredzēti tikai salīdzināšanai un var atšķirties atkarībā no ražošanas procesa, epoksīdsveķu sastāva, aramīda sastāva, oglekļa šķiedras prekursora šķiedras utt., un tie ir izteikti MPa.
Salīdzinot trīs materiālu blīvumus, starp trim šķiedrām var redzēt būtiskas atšķirības. Ja tiek izgatavoti trīs tieši tāda paša izmēra un svara paraugi, ātri kļūst skaidrs, ka Kevlar® šķiedras ir daudz vieglākas, oglekļa šķiedras ieņem tuvu otro vietu un E-stikla šķiedras ir vissmagākās. Tāpēc ar tādu pašu kompozītmateriāla svaru lielāku stiprību var iegūt ar oglekļa šķiedru vai Kevlar®. Citiem vārdiem sakot, jebkura struktūra, kas izgatavota no oglekļa šķiedras vai Kevlar® kompozītmateriāliem un kurai nepieciešama noteikta stiprība, ir mazāka vai plānāka nekā no stikla šķiedras izgatavota struktūra. Pēc paraugu izgatavošanas un testēšanas tiks konstatēts, ka stikla šķiedras kompozītmateriāli sver gandrīz divas reizes vairāk nekā Kevlar® vai oglekļa šķiedras lamināti. Tas nozīmē, ka, izmantojot Kevlar® vai oglekļa šķiedru, var ietaupīt daudz svara. Šo īpašību sauc par stiprības un svara attiecību.
Younga modulis ir elastīga materiāla stingrības mērs un veids, kā aprakstīt materiālu. Tas tiek definēts kā vienaksiālā (vienā virzienā) sprieguma attiecība pret vienpusēju deformāciju (deformācija tajā pašā virzienā). Janga modulis = spriegums/deformācija, kas nozīmē, ka materiāli ar augstu Janga moduli ir stingrāki nekā tie, kuriem ir zems Janga modulis.
Oglekļa šķiedras, Kevlar® un stikla šķiedras stingrība ievērojami atšķiras. Oglekļa šķiedra ir aptuveni divas reizes stingrāka par aramīda šķiedru un piecas reizes stingrāka nekā stikla šķiedra. Oglekļa šķiedras lieliskās stingrības mīnuss ir tas, ka tā mēdz būt trauslāka. Ja tas neizdodas, tas parasti neuzrāda lielu deformāciju vai deformāciju.
Gan Kevlar®, gan oglekļa šķiedra ir izturīgas pret augstām temperatūrām, un nevienai no tām nav kušanas temperatūras. Abi materiāli ir izmantoti aizsargtērpos un ugunsdrošos audumos. Stikla šķiedra galu galā izkusīs, bet ir arī ļoti izturīga pret augstām temperatūrām. Protams, arī ēkās izmantotās matēta stikla šķiedras var palielināt ugunsizturību.
Oglekļa šķiedru un Kevlar® izmanto, lai izgatavotu ugunsdzēsības vai metināšanas segas vai apģērbu. kevlar cimdus bieži izmanto gaļas rūpniecībā, lai aizsargātu rokas, lietojot nažus. Svarīga ir arī matricas (parasti epoksīda) karstumizturība, jo šķiedras reti tiek izmantotas atsevišķi. Karstuma ietekmē epoksīdsveķi ātri mīkstina.
Oglekļa šķiedra vada elektrību, bet Kevlar® un stikla šķiedra ne. Kevlar® izmanto vadu vilkšanai pārraides torņos. Lai gan tas nevada elektrību, tas absorbē ūdeni un ūdens vada elektrību. Tāpēc šādos gadījumos Kevlaram ir jāuzklāj ūdensnecaurlaidīgs pārklājums.
Tā kā oglekļa šķiedra var vadīt elektrību, galvaniskās sakabes korozija kļūst par problēmu, kad tā nonāk saskarē ar citām metāla daļām.
Aramīda šķiedras noārdīsies saules gaismā un augstā UV vidē. Oglekļa vai stikla šķiedras nav īpaši jutīgas pret UV starojumu. Tomēr dažas parasti izmantotās matricas, piemēram, epoksīdsveķi, tiek saglabātas saules gaismā, kur tās balinās un zaudēs spēku. Poliestera un vinilestera sveķi ir izturīgāki pret UV, bet vājāki nekā epoksīdsveķi.
Ja daļa tiek atkārtoti saliekta un iztaisnota, tā galu galā sabojāsies noguruma dēļ. Oglekļa šķiedra ir nedaudz jutīga pret nogurumu un mēdz katastrofāli sabojāties, savukārt Kevlar® ir izturīgāka pret nogurumu. Stikla šķiedra ir kaut kur pa vidu.
Kevlar® ir ļoti izturīgs pret nodilumu, kas apgrūtina griešanu. viens no izplatītākajiem Kevlar® lietojumiem ir kā aizsargcimdi vietās, kur stikls var sagriezt rokas vai kur tiek izmantoti asi asmeņi. Oglekļa un stikla šķiedras ir mazāk izturīgas.
Aramīda šķiedras ir jutīgas pret stiprām skābēm, sārmiem un noteiktiem oksidētājiem (piemēram, nātrija hipohlorītu), kas var izraisīt šķiedru noārdīšanos. Kopā ar Kevlar® nevar izmantot parastos hlora balinātājus (piemēram, Clorox®) un ūdeņraža peroksīdu. Skābekļa balinātājus (piemēram, nātrija perborātu) var izmantot, nesabojājot aramīda šķiedras.
Oglekļa šķiedras ir ļoti stabilas un nejutīgas pret ķīmisko noārdīšanos. Tomēr epoksīda matrica noārdīsies.
Lai oglekļa šķiedras, Kevlar® un stikls darbotos optimāli, tie ir jānotur matricā (parasti epoksīdsveķos). Tāpēc epoksīda sveķu spēja savienoties ar dažādām šķiedrām ir ļoti svarīga.
Gan oglekļa, gan stikla šķiedras var viegli pielipt pie epoksīda, taču aramīda šķiedras un epoksīda saite nav tik spēcīga, kā vēlams, un šī samazinātā adhēzija ļauj ūdenim iekļūt. Rezultātā vieglums, ar kādu aramīda šķiedras var absorbēt ūdeni, kopā ar nevēlamo saķeri ar epoksīdu, nozīmē, ka, ja kevlar® kompozītmateriāla virsma ir bojāta un tajā var iekļūt ūdens, Kevlar® var absorbēt ūdeni gar šķiedrām un vājināt kompozītu.
Aramīds ir gaiši zelts savā dabiskajā stāvoklī, to var krāsot, un tagad tas ir pieejams daudzos jaukos toņos. Stikla šķiedra ir pieejama arī krāsainā versijā. Oglekļa šķiedra vienmēr ir melna, un to var sajaukt ar krāsainu aramīdu, bet to nevar krāsot pati.
Pēc iepriekš minēto 11 vienumu salīdzināšanas mēs esam guvuši iepriekšēju izpratni par trim materiāliem.
Konkrētā materiāla izvēle būs atkarīga no konkrētā pielietojuma un ekonomiskiem apsvērumiem, lai nonāktu pie apmierinoša risinājuma.
Ja jums ir kādi jautājumi, lūdzu, sazinieties ar JLON komandu, kas var sniegt profesionālu tehnisko atbalstu, lai palīdzētu optimizēt izmaksas un ietaupīt laiku un pūles.
