Visningar: 94 Författare: Webbplatsredaktör Publicera tid: 2024-08-15 Ursprung: Plats
Armering Fiber Material Egenskaper PK
1 draghållfasthet
Draghållfasthet är den maximala stress som ett material kan tåla innan du sträcker sig. Vissa icke-brittle material deformeras innan de bryts, men Kevlar ® (aramid) fibrer, kolfibrer och E-glasfibrer är ömtåliga och bryts med liten deformation. Draghållfasthet mäts som kraft per enhetsarea (PA eller Pascals).
Stress är kraften och stammen är avböjningen på grund av stress. Tabellen nedan visar en jämförelse av draghållfastheten hos tre vanligt använda förstärkande fibrer: kolfiber, aramidfiber, glasfiber och epoxiharts. Det är värt att notera att dessa siffror endast är för jämförelse och de kan variera med tillverkningsprocessen, sammansättningen av epoxihartset, formuleringen av aramiden, föregångaren i kolfiber, etc. och uttrycks i MPA.
2. Densitet och styrka-till-viktförhållande
Vid jämförelse av tätheten för de tre materialen kan betydande skillnader ses mellan de tre fibrerna. Om tre prover av exakt samma storlek och vikt görs, blir det snabbt uppenbart att Kevlar®-fibrer är mycket lättare, med kolfibrer som kommer en nära sekund och e-glasfibrer de tyngsta. För samma vikt som komposit kan därför högre styrka erhållas med kolfiber eller Kevlar®. Med andra ord, varje struktur tillverkad av kolfiber eller Kevlar® -kompositer som kräver en given styrka är mindre eller tunnare än en tillverkad av glasfiber. Efter att prover har gjorts och testats kommer det att konstateras att glasfiberkompositer väger nästan dubbelt så mycket som Kevlar® eller kolfiberlaminat. Detta innebär att mycket vikt kan sparas genom att använda Kevlar® eller kolfiber. Den här egenskapen kallas styrka-till-vikt-förhållande.
3. Young's Modulus Young's Modulus
Youngs modul är ett mått på styvheten hos ett elastiskt material och är ett sätt att beskriva ett material. Det definieras som förhållandet mellan uniaxial (i en riktning) stress till uniaxial stam (deformation i samma riktning). Youngs modul = stress/stam, vilket innebär att material med en hög Youngs modul är styvare än de med en låg Youngs modul.
Styvheten hos kolfiber, Kevlar® och glasfiber varierar avsevärt. Kolfiber är ungefär dubbelt så styv som aramidfiber och fem gånger styvare än glasfiber. Nackdelen med kolfiberens utmärkta styvhet är att den tenderar att vara mer spröd. När det misslyckas tenderar det att inte visa mycket belastning eller deformation.
4. Tapplighet och termisk förklaring
Både Kevlar® och kolfiber är resistenta mot höga temperaturer och inte heller har en smältpunkt. Båda materialen har använts i skyddskläder och brandbeständiga tyger. Glasfiber smälter så småningom, men är också mycket motståndskraftig mot höga temperaturer. Naturligtvis kan frostade glasfibrer som används i byggnader också öka brandmotståndet.
Kolfiber och Kevlar® används för att göra skyddande brandbekämpning eller svetsfiltar eller kläder. Kevlar -handskar används ofta i köttindustrin för att skydda händerna när du använder knivar. Matrisens värmemotstånd (vanligtvis epoxi) är också viktigt eftersom fibrerna sällan används på egen hand. När den utsätts för värme mjuknar epoxiharts snabbt.
5. Elektrisk konduktivitet, konduktivitet
Kolfiber utför elektricitet, men Kevlar® och glasfiber gör inte.Kevlar® används för att dra ledningar i transmissionstorn. Även om det inte utför elektricitet absorberar det vatten och vatten leder el. Därför måste en vattentät beläggning appliceras på Kevlar i sådana applikationer.
Eftersom kolfiber kan genomföra elektricitet blir galvanisk kopplingskorrosion ett problem när det kommer i kontakt med andra metalldelar.
6. UV -nedbrytning
Aramidfibrer försämras i solljus och höga UV -miljöer. Kol- eller glasfibrer är inte särskilt känsliga för UV -strålning. Vissa vanligt använda matriser såsom epoxihartser bibehålls emellertid i solljus där det kommer att bleka och förlora sin styrka. Polyester- och vinylesterhartser är mer resistenta mot UV, men svagare än epoxihartser.
7. Trötthetsmotstånd
Om en del upprepade gånger böjs och rätas ut kommer den så småningom att misslyckas på grund av trötthet. Kolfiber är något känslig för trötthet och tenderar att misslyckas katastrofalt, medan Kevlar® är mer resistent mot trötthet. Glasfiber är någonstans däremellan.
8. nötningsmotstånd
Kevlar® är mycket motståndskraftig mot nötning, vilket gör det svårt att klippa. En av de vanliga användningarna av Kevlar® är som skyddande handskar för områden där händerna kan skäras med glas eller där skarpa blad används. Kol- och glasfibrer är mindre resistenta.
9. Kemiskt motstånd
Aramidfibrer är känsliga för starka syror, alkalier och vissa oxidationsmedel (t.ex. natriumhypoklorit), vilket kan orsaka fibernedbrytning. Vanliga klorblekmedel (t.ex. Clorox®) och väteperoxid kan inte användas med Kevlar®. Syreblekmedel (t.ex. natriumperborat) kan användas utan att skada aramidfibrer.
Kolfibrer är mycket stabila och okänsliga för kemisk nedbrytning. Emellertid kommer epoximatrisen att försämras.
10. Kroppsbindningsegenskaper
För att kolfibrer, Kevlar® och glas ska fungera optimalt måste de hållas på plats i matrisen (vanligtvis epoxiharts). Epoxihartsets förmåga att binda till de olika fibrerna är därför kritisk.
Både kol- och glasfibrer kan lätt hålla sig till epoxi, men aramidfiber-epoxibindningen är inte så stark som önskvärt, och denna minskade vidhäftning gör att vattenpenetrering kan uppstå. Som ett resultat innebär den lätthet med vilken aramidfibrer kan absorbera vatten, i kombination med den oönskade vidhäftningen till epoxi, att om ytan på Kevlar® -kompositen skadas och vatten kan komma in, kan Kevlar® absorbera vatten längs fibrerna och försvaga kompositen.
11. Färg och väva
Aramid är lätt guld i sitt naturliga tillstånd, det kan färgas och finns nu i många fina nyanser. Glasfiber finns också i färgade versioner. Kolfiber är alltid svart och kan blandas med färgad aramid, men den kan inte färgas sig själv.
