Zobraziť: 94 Autor: Editor stránok Publikovať Čas: 2024-08-15 Pôvod: Miesto
Vlastnosti materiálu na výstupe PK
1 pevnosť v ťahu
Pevnosť v ťahu je maximálne napätie, ktoré materiál vydrží pred natiahnutím. Niektoré neohrozené materiály sa deformujú pred zlomením, ale Kevlar® (aramid) vlákna, uhlíkové vlákna a E-sklo vlákna sú krehké a zlomia sa s malou deformáciou. Pevnosť v ťahu sa meria ako sila na jednotku plochy (PA alebo Pascals).
Stres je sila a napätie je vychýlenie v dôsledku stresu. V nasledujúcej tabuľke je uvedená porovnanie pevnosti v ťahu troch bežne používaných zosilniacich vlákien: uhlíkové vlákna, aramid vlákniny, sklenené vlákniny a epoxidová živica. Je potrebné poznamenať, že tieto čísla sú určené iba na porovnanie a môžu sa meniť s výrobným procesom, zložením epoxidovej živice, formuláciou aramidu, prekurzorovým vláknom z uhlíkových vlákien atď. A sú vyjadrené v MPA.
2. Hustota a pomer pevnosti k hmotnosti
Pri porovnaní hustoty týchto troch materiálov je možné vidieť významné rozdiely medzi týmito tromi vláknami. Ak sa vyrobia tri vzorky presne rovnakej veľkosti a hmotnosti, rýchlo sa ukáže, že vlákna Kevlar® sú oveľa ľahšie, pričom uhlíkové vlákna sa blížia najbližšie a najťažšie vlákna z skla. Preto pri rovnakej hmotnosti kompozitu je možné získať vyššiu pevnosť pomocou uhlíkových vlákien alebo Kevlar®. Inými slovami, akákoľvek štruktúra vyrobená z uhlíkových vlákien alebo kompozitov Kevlar®, ktoré vyžadujú danú pevnosť, je menšia alebo tenšia ako štruktúra vyrobená zo sklenených vlákien. Po odobratí a testovaní vzoriek sa zistí, že kompozity sklenených vlákien vážia takmer dvakrát toľko ako kevlar® alebo lamináty z uhlíkových vlákien. To znamená, že veľa hmotnosti sa dá ušetriť pomocou Kevlar® alebo uhlíkových vlákien. Táto vlastnosť sa nazýva pomer pevnosti k hmotnosti.
3. Youngov modul Young's Modul
Youngov modul je mierou tuhosti elastického materiálu a je spôsob, ako opísať materiál. Je definovaný ako pomer jednoosového (v jednom smere) stresu k jednoosovému kmeňa (deformácia v rovnakom smere). Youngov modul = stres/napätie, čo znamená, že materiály s modulom vysokého mladého sú pevnejšie ako tie, ktoré majú modul s nízkym mladým.
Tuhosť uhlíkových vlákien, Kevlar® a skleneného vlákna sa značne líši. Uhlíkové vlákno je asi dvakrát tuhé ako aramid vláknina a päťkrát tuhšie ako sklenené vlákno. Nevýhodou vynikajúcej tuhosti uhlíkových vlákien je, že má tendenciu byť krehkejší. Ak zlyhá, má tendenciu nevykazovať veľké namáhanie alebo deformáciu.
4. Hmliteľnosť a tepelné vysvetlenie
Kevlar® aj uhlíkové vlákna sú odolné voči vysokým teplotám a nemá ani topenie. Oba materiály sa používali v ochranných odevoch a v tkaninách odolných proti požiaru. Sklenené vlákno sa nakoniec topí, ale je tiež vysoko odolná voči vysokým teplotám. Samozrejme, matné sklenené vlákna používané v budovách môžu tiež zvýšiť odpor požiaru.
Uhlíkové vlákna a Kevlar® sa používajú na výrobu ochranných hasičov alebo zváraných prikrývok alebo odevov. Kevlar rukavice sa často používajú v mäsovom priemysle na ochranu rúk pri používaní nožov. Tepelný odpor matrice (zvyčajne epoxidu) je tiež dôležitý, pretože vlákna sa zriedka používajú sami. Pri vystavení tepla epoxidová živica rýchlo zjemňuje.
5. Elektrická vodivosť, vodivosť
Uhlíkové vlákna vedie elektrinu, ale Kevlar® a sklenené vlákno nie. Kevlar® sa používa na ťahanie drôtov v prevodových vežiach. Aj keď nevykonáva elektrinu, absorbuje vodu a voda vedie elektrinu. Preto sa v takýchto aplikáciách musí na Kevlar aplikovať vodotesný povlak.
Pretože uhlíkové vlákna dokáže vykonávať elektrinu, korózia galvanickej väzby sa stáva problémom, keď príde do kontaktu s inými kovovými časťami.
6. UV degradácia
Aramidové vlákna sa degradujú na slnečnom svetle a vysokých UV prostrediach. Fibre uhlíka alebo skla nie sú príliš citlivé na UV žiarenie. Niektoré bežne používané matice, ako sú epoxidové živice, sa však zachovávajú na slnečnom svetle, kde bude bieliť a stratiť svoju silu. Polyester a vinylesterové živice sú rezistentnejšie na UV, ale slabšie ako epoxidové živice.
7. Odolnosť únavy
Ak je časť opakovane ohnutá a narovnaná, nakoniec zlyhá v dôsledku únavy. Uhlíkové vlákniny sú trochu citlivé na únavu a majú tendenciu katastroficky zlyhať, zatiaľ čo Kevlar® je odolnejší voči únave. Sklenené vlákno je niekde medzi tým.
8. Odolnosť proti oderu
Kevlar® je vysoko odolný voči oderu, čo sťažuje rezanie. Jedným z bežných použití Kevlar® je ochranné rukavice pre oblasti, kde môžu byť ruky rezané sklom alebo kde sa používajú ostré čepele. Uhlíkové a sklenené vlákna sú menej odolné.
9. Chemický odpor
Aramidové vlákna sú citlivé na silné kyseliny, alkalis a určité oxidačné činidlá (napr. Chlórnan sodný), ktoré môžu spôsobiť degradáciu vlákien. Bežné bielidlá chlóru (napr. Clorox®) a peroxid vodíka sa nemôžu použiť s Kevlar®. Bielidlo kyslíka (napr. Perborát sodný) sa môže používať bez poškodenia aramidových vlákien.
Uhlíkové vlákna sú veľmi stabilné a necitlivé na chemickú degradáciu. Epoxidová matica sa však zhorší.
10. Vlastnosti viazania tela
Aby boli uhlíkové vlákna, Kevlar® a sklo optimálne vykonávali, musia byť držané na mieste v matrici (zvyčajne epoxidovej živice). Schopnosť epoxidovej živice viazať sa na rôzne vlákna je preto kritická.
Uhlíkové aj sklenené vlákna sa môžu ľahko prilepiť na epoxidu, ale väzba aramidovej vlákna-epoxy nie je taká silná, ako je to potrebné, a táto znížená adhézia umožňuje prenikanie vody. Výsledkom je, že ľahkosť, s akou môžu aramidové vlákna absorbovať vodu, spojenú s nežiaducou adhéziou k epoxidu, znamená, že ak je poškodený povrch kompozitu Kevlar® a môže vstúpiť voda, potom môže Kevlar® absorbovať vodu pozdĺž vlákien a oslabiť kompozit.
11. Farba a tkanie
Aramid je ľahké zlato vo svojom prirodzenom stave, môže byť zafarbený a teraz prichádza v mnohých pekných odtieňoch. Sklenené vlákno je k dispozícii aj v farebných verziách. Uhlíkové vlákna je vždy čierna a dá sa zmiešať s farebnými aramidmi, ale nemôže byť zafarbená sama.
