Ogledi: 94 Avtor: Urejevalnik spletnega mesta Čas: 2024-08-15 OUNRIVER: Mesto
Lastnosti materiala za ojačitvene vlakne PK
1 natezna trdnost
Natezna trdnost je največja napetost, ki ga material lahko zdrži pred raztezanjem. Nekateri materiali, ki niso masili, se deformirajo, vendar Kevlar ® (aramid) vlakna, ogljikova vlakna in Vlakna e-stekla so krhka in se lomijo z malo deformacije. Natezna trdnost se meri kot sila na enoto (PA ali Pascals).
Stres je sila in sev je odklon zaradi stresa. Spodnja tabela prikazuje primerjavo natezne trdnosti treh najpogosteje uporabljenih ojačitvenih vlaken: ogljikovih vlaken, aramidnih vlaken, steklenih vlaken in epoksi smole. Omeniti velja, da so te številke samo za primerjavo in se lahko razlikujejo glede na proizvodni postopek, sestavo epoksidne smole, formulacijo aramide, predhodno vlakno ogljikovih vlaken itd.
2. Razmerje gostote in trdnosti in teže
Pri primerjavi gostote treh materialov je mogoče opaziti pomembne razlike med tremi vlakni. Če so narejeni trije vzorci popolnoma enake velikosti in teže, hitro postane očitno, da so vlakna Kevlar® veliko lažja, ogljikova vlakna pa se najtežja in vlakna e-stekla najtežja. Zato lahko za isto težo sestavljenega dosežemo večjo trdnost z ogljikovimi vlakni ali Kevlar®. Z drugimi besedami, vsaka struktura iz ogljikovih vlaken ali Kevlar® kompozitov, ki zahteva določeno trdnost, je manjša ali tanjša od tiste, ki je narejena iz steklenih vlaken. Ko so vzorci narejeni in preizkušeni, bomo ugotovili, da kompoziti iz steklenih vlaken tehtajo skoraj dvakrat več kot laminate Kevlar® ali ogljikovih vlaken. To pomeni, da je mogoče s pomočjo Kevlar® ali ogljikovih vlaken shraniti veliko teže. Ta lastnost se imenuje razmerje med močjo in težo.
3. Young's Modul Young's Modul
Young's Modul je merilo togosti elastičnega materiala in je način opisovanja materiala. Opredeljen je kot razmerje enoosnega (v eni smeri) stresa in enoosnega seva (deformacija v isti smeri). Young's modul = stres/obremenitev, kar pomeni, da so materiali z modulom visokega Younga trdnejši od tistih z nizkim Young -ovim modulom.
Togost ogljikovih vlaken, Kevlar® in steklenih vlaken se močno razlikuje. Ogljikova vlakna je približno dvakrat bolj trdna kot aramidna vlakna in petkrat trdnejša od steklenih vlaken. Slaba stran odlične togosti ogljikovih vlaken je, da je bolj krhka. Ko ne uspe, se ponavadi ne kaže veliko obremenitve ali deformacije.
4. vnetljivost in toplotna razlaga
Tako Kevlar® kot ogljikova vlakna sta odporna proti visokim temperaturam in tudi tališča nimajo. Oba materiala sta bila uporabljena v zaščitnih oblačilih in ognjenih tkaninah. Steklena vlakna se bodo sčasoma stopila, hkrati pa so tudi zelo odporna na visoke temperature. Seveda lahko zmrznjena steklena vlakna, ki se uporabljajo v stavbah, povečajo tudi požarno odpornost.
Ogljikova vlakna in Kevlar® se uporabljata za izdelavo zaščitnih gasilskih odej ali varilnih odej ali oblačil. Kevlarjeve rokavice se v mesni industriji pogosto uporabljajo za zaščito rok pri uporabi nožev. Pomembna je tudi toplotna odpornost matrice (običajno epoksi), saj se vlakna redko uporabljajo sami. Ko je izpostavljena vročini, se epoksi smola hitro mehča.
5. Električna prevodnost, prevodnost
Ogljikova vlakna vodi elektriko, vendar Kevlar® in steklena vlakna ne. Kevlar® se uporablja za vlečenje žic v prenosnih stolpih. Čeprav ne vodi električne energije, absorbira vodo in voda deluje električno energijo. Zato je treba za Kevlar v takšnih aplikacijah uporabiti vodoodporen premaz.
Ker lahko ogljikova vlakna izvajajo elektriko, postane korozija galvanske sklopke težava, ko pride v stik z drugimi kovinskimi deli.
6. UV -degradacija
Aramidna vlakna se bodo poslabšala v sončni svetlobi in visokih UV okoljih. Ogljikova ali steklena vlakna niso zelo občutljiva na UV sevanje. Vendar pa se nekatere pogosto uporabljene matrike, kot so epoksidne smole, zadržijo na sončni svetlobi, kjer bo belila in izgubila svojo moč. Poliestrske in vinilne esterske smole so bolj odporne na UV, vendar šibkejše od epoksi smole.
7. odpornost na utrujenost
Če je del večkrat upognjen in izravnan, bo sčasoma zaradi utrujenosti uspel. Ogljikova vlakna so nekoliko občutljiva na utrujenost in ponavadi katastrofalno propade, medtem ko je Kevlar® bolj odporen proti utrujenosti. Steklena vlakna je nekje vmes.
8. odpornost na abrazijo
Kevlar® je zelo odporen proti abraziji, kar otežuje rezanje. Ena od pogostih uporab Kevlarja je zaščitna rokavice za območja, kjer lahko roke režejo steklo ali kjer se uporabljajo ostri rezili. Ogljikova in steklena vlakna so manj odporna.
9. Kemična odpornost
Aramidna vlakna so občutljiva na močne kisline, alkalije in določena oksidacijska sredstva (npr. Natrijev hipoklorit), ki lahko povzročijo razgradnjo vlaken. Običajna belila klora (npr. Clorox®) in vodikovega peroksida ni mogoče uporabiti s Kevlar®. Kisikova belila (npr. Natrijev perbat) se lahko uporablja brez poškodovanja aramidnih vlaken.
Ogljikova vlakna so zelo stabilna in neobčutljiva na kemično razgradnjo. Vendar se bo epoksi matrika poslabšala.
10. Lastnosti vezanja telesa
Da bi lahko ogljikova vlakna, Kevlar® in Glass, ki se lahko optimalno izvajajo, jih je treba držati v matrici (običajno epoksi smola). Sposobnost epoksidne smole, da se veže na različna vlakna, je zato kritična.
Tako ogljikova kot steklena vlakna se zlahka držijo epoksi, vendar aramidna vez vlakna-epoksi ni tako močna, kot je želena, in ta zmanjšana adhezija omogoča, da se pojavi prodor vode. Kot rezultat, lahko enostavnost, s katero lahko aramidna vlakna absorbirajo vodo, skupaj z nezaželeno oprijem v epoksi, pomeni, da če je površina kompozita Kevlar® poškodovana in lahko vstopi voda, lahko Kevlar® absorbira vodo vzdolž vlaken in oslabi kompozit.
11. barva in tkanje
Aramid je v naravnem stanju svetlo zlato, lahko je obarvana in zdaj prihaja v številnih lepih odtenkih. Steklena vlakna so na voljo tudi v barvnih različicah. Ogljikova vlakna so vedno črna in jih je mogoče zmešati z barvno aramido, vendar jih ni mogoče obarvati.
