Pandangan: 94 Pengarang: Editor Tapak Masa Terbit: 2024-08-15 Asal: tapak
Gentian kaca, gentian karbon dan gentian aramid semuanya merupakan bahan tetulang yang digunakan secara meluas pada masa ini.
gentian kaca
Fabrik Serat Karbon
Fabrik Aramid(Kevlar®).
Kekuatan tegangan ialah tegasan maksimum yang boleh ditahan oleh bahan sebelum diregangkan. Sesetengah bahan tidak rapuh berubah bentuk sebelum pecah, tetapi Serat Kevlar ® (aramid), gentian karbon dan Gentian kaca E adalah rapuh dan pecah dengan sedikit ubah bentuk. Kekuatan tegangan diukur sebagai daya per unit luas (Pa atau Pascals).
Tegasan ialah daya dan terikan ialah pesongan akibat tekanan. Jadual di bawah menunjukkan perbandingan kekuatan tegangan tiga gentian tetulang yang biasa digunakan: gentian karbon, gentian aramid, gentian kaca dan resin epoksi. Perlu diingat bahawa angka ini adalah untuk perbandingan sahaja dan ia boleh berbeza dengan proses pembuatan, komposisi resin epoksi, rumusan aramid, gentian prekursor gentian karbon, dsb., dan dinyatakan dalam MPa.
Apabila membandingkan ketumpatan ketiga-tiga bahan, perbezaan ketara dapat dilihat antara ketiga-tiga gentian tersebut. Jika tiga sampel dengan saiz dan berat yang sama dibuat, ia dengan cepat menjadi jelas bahawa gentian Kevlar® jauh lebih ringan, dengan gentian karbon berada di tempat kedua dan gentian kaca E paling berat. Oleh itu, untuk berat komposit yang sama, kekuatan yang lebih tinggi boleh diperolehi dengan gentian karbon atau Kevlar®. Dalam erti kata lain, sebarang struktur yang diperbuat daripada gentian karbon atau komposit Kevlar® yang memerlukan kekuatan tertentu adalah lebih kecil atau lebih nipis daripada yang diperbuat daripada gentian kaca. Selepas sampel dibuat dan diuji, ia akan didapati bahawa komposit gentian kaca mempunyai berat hampir dua kali ganda berbanding Kevlar® atau lamina gentian karbon. Ini bermakna bahawa banyak berat boleh dijimatkan dengan menggunakan Kevlar® atau gentian karbon. Sifat ini dipanggil nisbah kekuatan-kepada-berat.
Modulus Young ialah ukuran kekukuhan bahan kenyal dan merupakan cara untuk menerangkan bahan. Ia ditakrifkan sebagai nisbah tegasan uniaksial (dalam satu arah) kepada terikan uniaksial (ubah bentuk dalam arah yang sama). Modulus Young = tegasan/terikan, yang bermaksud bahan yang mempunyai modulus Young yang tinggi adalah lebih tegar daripada yang mempunyai modulus Young yang rendah.
Kekukuhan gentian karbon, Kevlar® dan gentian kaca berbeza-beza. Gentian karbon kira-kira dua kali lebih kaku daripada gentian aramid dan lima kali lebih keras daripada gentian kaca. Kelemahan kekakuan gentian karbon yang sangat baik ialah ia cenderung menjadi lebih rapuh. Apabila ia gagal, ia cenderung tidak menunjukkan banyak ketegangan atau ubah bentuk.
Kedua-dua Kevlar® dan gentian karbon tahan terhadap suhu tinggi dan kedua-duanya tidak mempunyai takat lebur. Kedua-dua bahan telah digunakan dalam pakaian pelindung dan fabrik tahan api. Gentian kaca akhirnya akan cair, tetapi juga sangat tahan terhadap suhu tinggi. Sudah tentu, gentian kaca beku yang digunakan dalam bangunan juga boleh meningkatkan ketahanan api.
Gentian karbon dan Kevlar® digunakan untuk membuat selimut atau pakaian pelindung memadam kebakaran atau kimpalan. sarung tangan kevlar sering digunakan dalam industri daging untuk melindungi tangan apabila menggunakan pisau. Rintangan haba matriks (biasanya epoksi) juga penting kerana gentian jarang digunakan sendiri. Apabila terdedah kepada haba, resin epoksi melembut dengan cepat.
Gentian karbon mengalirkan elektrik, tetapi Kevlar® dan gentian kaca tidak. Kevlar® digunakan untuk menarik wayar di menara penghantaran. Walaupun ia tidak mengalirkan elektrik, ia menyerap air dan air mengalirkan elektrik. Oleh itu, salutan kalis air mesti digunakan pada Kevlar dalam aplikasi sedemikian.
Kerana gentian karbon boleh mengalirkan elektrik, kakisan gandingan galvanik menjadi masalah apabila ia bersentuhan dengan bahagian logam lain.
Gentian aramid akan merosot dalam cahaya matahari dan persekitaran UV yang tinggi. Karbon atau gentian kaca tidak begitu sensitif kepada sinaran UV. Walau bagaimanapun, beberapa matriks yang biasa digunakan seperti resin epoksi dikekalkan dalam cahaya matahari di mana ia akan menjadi putih dan kehilangan kekuatannya. Resin poliester dan vinil ester lebih tahan terhadap UV, tetapi lebih lemah daripada resin epoksi.
Jika bahagian itu dibengkokkan dan diluruskan berulang kali, ia akhirnya akan gagal kerana keletihan. Gentian karbon agak sensitif terhadap keletihan dan cenderung gagal secara besar-besaran, manakala Kevlar® lebih tahan terhadap keletihan. Gentian kaca ada di antaranya.
Kevlar® sangat tahan terhadap lelasan, yang menjadikannya sukar untuk dipotong. salah satu kegunaan biasa Kevlar® adalah sebagai sarung tangan pelindung untuk kawasan di mana tangan boleh dipotong oleh kaca atau di mana bilah tajam digunakan. Karbon dan gentian kaca kurang tahan.
Gentian aramid sensitif kepada asid kuat, alkali dan agen pengoksida tertentu (cth natrium hipoklorit), yang boleh menyebabkan degradasi gentian. Peluntur klorin biasa (cth Clorox®) dan hidrogen peroksida tidak boleh digunakan dengan Kevlar®. Peluntur oksigen (cth sodium perborate) boleh digunakan tanpa merosakkan gentian aramid.
Gentian karbon sangat stabil dan tidak sensitif terhadap degradasi kimia. Walau bagaimanapun, matriks epoksi akan merosot.
Agar gentian karbon, Kevlar® dan kaca berfungsi secara optimum, ia mesti diletakkan di tempatnya dalam matriks (biasanya resin epoksi). Oleh itu, keupayaan resin epoksi untuk mengikat pelbagai gentian adalah penting.
Kedua-dua gentian karbon dan kaca boleh dengan mudah melekat pada epoksi, tetapi ikatan gentian-epoksi aramid tidak sekuat yang diingini, dan lekatan yang berkurangan ini membolehkan penembusan air berlaku. Akibatnya, kemudahan gentian aramid boleh menyerap air, ditambah pula dengan lekatan yang tidak diingini pada epoksi, bermakna jika permukaan komposit kevlar® rosak dan air boleh masuk, maka Kevlar® boleh menyerap air di sepanjang gentian dan melemahkan komposit.
Aramid adalah emas muda dalam keadaan semula jadi, ia boleh diwarnakan dan kini datang dalam pelbagai warna yang menarik. Gentian kaca juga tersedia dalam versi berwarna. Gentian karbon sentiasa hitam dan boleh dicampur dengan aramid berwarna, tetapi ia tidak boleh diwarnakan sendiri.
Selepas membandingkan 11 item di atas, kami telah mendapat pemahaman awal tentang ketiga-tiga bahan tersebut.
Pilihan bahan khusus akan bergantung pada aplikasi khusus dan pertimbangan ekonomi untuk mencapai penyelesaian yang memuaskan.
Jika anda mempunyai sebarang pertanyaan, sila hubungi pasukan JLON, yang boleh menyediakan sokongan teknikal profesional untuk membantu anda mengoptimumkan kos dan menjimatkan masa dan usaha.
