Görünümler: 94 Yazar: Site Editor Yayınlanma Zamanı: 2024-08-15 Köken: Alan
Takviye Fiber Malzeme Özellikleri PK
1 gerilme mukavemeti
Çekme mukavemeti, bir malzemenin gerilmeden önce dayanabileceği maksimum stresdir. Kırılmadan önce kırılgan olmayan bazı malzemeler deforme olur, ancak Kevlar ® (Aramid) Lifler, karbon lifleri ve E-cam lifleri kırılgandır ve az deformasyonla kırılır. Çekme mukavemeti birim alan başına kuvvet olarak ölçülür (PA veya Pascals).
Stres kuvvettir ve zorluk, stres nedeniyle sapmadır. Aşağıdaki tablo, yaygın olarak kullanılan üç takviye lifinin gerilme mukavemetinin bir karşılaştırmasını göstermektedir: karbon fiber, aramid lif, cam elyaf ve epoksi reçinesi. Bu rakamların sadece karşılaştırma için olduğunu ve üretim sürecine, epoksi reçinesinin bileşimi, aramid formülasyonu, karbon fiberin öncü fiberi vb.
2. Yoğunluk ve güç / ağırlık oranı
Üç malzemenin yoğunluklarını karşılaştırırken, üç lif arasında önemli farklılıklar görülebilir. Tam olarak aynı boyutta ve ağırlıkta üç numune yapılırsa, Kevlar® liflerinin çok daha hafif olduğu, karbon liflerinin yakın bir saniye ve e-cam elyafları en ağır olduğu anlaşılır. Bu nedenle, aynı kompozit ağırlığı için, karbon fiber veya kevlar® ile daha yüksek mukavemet elde edilebilir. Başka bir deyişle, belirli bir mukavemet gerektiren karbon fiber veya kevlar® kompozitlerinden yapılmış herhangi bir yapı, cam elyaftan yapılmış olandan daha küçük veya daha incedir. Numuneler yapıldıktan ve test edildikten sonra, cam fiber kompozitlerin Kevlar® veya karbon fiber laminatlarından neredeyse iki kat daha ağır olduğu bulunacaktır. Bu, Kevlar® veya karbon fiber kullanılarak çok fazla ağırlığın kaydedilebileceği anlamına gelir. Bu özelliğe kuvvet / ağırlık oranı denir.
3. Young's Modulus Young's Modulus
Young modülü, elastik bir malzemenin sertliğinin bir ölçüsüdür ve bir malzemeyi tanımlamanın bir yoludur. Tek eksenli (bir yönde) stresin tek eksenli suşa oranı (aynı yönde deformasyon) olarak tanımlanır. Young modülü = stres/gerinim, yani yüksek bir genç modülü olan malzemelerin düşük bir genç modülü olanlardan daha sert olduğu anlamına gelir.
Karbon fiber, kevlar® ve cam fiberin sertliği önemli ölçüde değişir. Karbon fiber, aramid fiberden yaklaşık iki kat ve cam elyaftan beş kat daha serttir. Karbon fiberin mükemmel sertliğinin dezavantajı, daha kırılgan olma eğiliminde olmasıdır. Başarısız olduğunda, fazla zorlama veya deformasyon göstermemeye eğilimlidir.
4. Yanıcılığa ve termal açıklama
Hem Kevlar® hem de karbon fiber yüksek sıcaklıklara karşı dirençlidir ve hiçbirinin erime noktası yoktur. Her iki malzeme de koruyucu kıyafetlerde ve yangına dayanıklı kumaşlarda kullanılmıştır. Cam lif sonunda eriyecek, ancak aynı zamanda yüksek sıcaklıklara karşı oldukça dirençlidir. Tabii ki, binalarda kullanılan buzlu cam lifler de yangın direncini artırabilir.
Karbon fiber ve Kevlar®, koruyucu itfaiye veya kaynak battaniyeleri veya giysileri yapmak için kullanılır. Kevlar eldivenleri genellikle et endüstrisinde bıçak kullanırken elleri korumak için kullanılır. Matrisin ısı direnci (genellikle epoksi), lifler nadiren kendi başlarına kullanıldığından da önemlidir. Isıya maruz kaldığında, epoksi reçine hızla yumuşar.
5. Elektriksel iletkenlik, iletkenlik
Karbon fiber elektrik iletir, ancak kevlar® ve cam fiber yapmaz. Elektrik yapmasa da, su emer ve su elektrik yapar. Bu nedenle, bu tür uygulamalarda Kevlar'a su geçirmez bir kaplama uygulanmalıdır.
Karbon fiber elektrik gerçekleştirebildiğinden, diğer metal parçalarla temas ettiğinde galvanik kuplaj korozyonu bir sorun haline gelir.
6. UV bozulması
Aramid lifleri güneş ışığında ve yüksek UV ortamlarında bozulacaktır. Karbon veya cam lifler UV radyasyonuna çok duyarlı değildir. Bununla birlikte, epoksi reçineler gibi yaygın olarak kullanılan bazı matrisler güneş ışığında tutulur ve burada gücünü beyazlatır ve kaybeder. Polyester ve vinil ester reçineleri UV'ye daha dirençlidir, ancak epoksi reçinelerinden daha zayıftır.
7. Yorgunluk direnci
Bir parça tekrar tekrar bükülür ve düzeltilirse, sonunda yorgunluk nedeniyle başarısız olur. Karbon fiber yorgunluğa karşı biraz hassastır ve felaketle başarısız olma eğilimindeyken, Kevlar® yorgunluğa karşı daha dirençlidir. Cam lif aralarında bir yerdedir.
8. Aşınma Direnci
Kevlar® aşınmaya oldukça dirençlidir, bu da kesilmesini zorlaştırır. Kevlar®'ın ortak kullanımlarından biri, ellerin cam tarafından kesilebileceği veya keskin bıçakların kullanıldığı alanlar için koruyucu eldivenlerdir. Karbon ve cam lifler daha az dirençlidir.
9. Kimyasal Direnç
Aramid lifleri, güçlü asitlere, alkalilere ve bazı oksitleyici ajanlara (örneğin sodyum hipoklorit) duyarlıdır, bu da lif bozulmasına neden olabilir. Yaygın klor ağartma (örn. Clorox®) ve hidrojen peroksit Kevlar® ile kullanılamaz. Oksijen ağartıcıları (örneğin sodyum perborat) aramid liflerine zarar vermeden kullanılabilir.
Karbon lifleri çok kararlıdır ve kimyasal bozulmaya duyarsızdır. Ancak, epoksi matrisi bozulur.
10. Vücut bağlama özellikleri
Karbon fiberlerin, Kevlar® ve camın en iyi şekilde performans göstermesi için, matriste (genellikle epoksi reçine) yerinde tutulmalıdır. Bu nedenle epoksi reçinenin çeşitli liflere bağlanma yeteneği kritiktir.
Hem karbon hem de cam lifler epoksiye kolayca yapışabilir, ancak aramid lif-epoksi bağı istendiği kadar güçlü değildir ve bu azaltılmış yapışma su penetrasyonunun meydana gelmesine izin verir. Sonuç olarak, aramid liflerinin epoksiye istenmeyen yapışma ile birleştiğinde suyu emme kolaylığı, Kevlar® kompozitinin yüzeyi hasar görürse ve su girebilirse, Kevlar® lifler boyunca suyu emebilir ve kompoziti zayıflatabilir.
11. Renk ve örgü
Aramid doğal durumunda açık altındır, renkli olabilir ve şimdi birçok güzel tonda gelir. Cam fiber renkli versiyonlarda da mevcuttur. Karbon fiber her zaman siyahtır ve renkli aramid ile karıştırılabilir, ancak kendisi renklendirilemez.
