Görüntüleme: 94 Yazar: Site Editörü Yayınlanma Tarihi: 2024-08-15 Kaynak: Alan
Takviye fiber malzeme özellikleri PK
1 Çekme Dayanımı
Çekme mukavemeti, bir malzemenin gerilmeden önce dayanabileceği maksimum gerilimdir. Bazı kırılgan olmayan malzemeler kırılmadan önce deforme olur, ancak Kevlar ® (aramid) lifleri, karbon lifleri ve E-cam elyaflar kırılgandır ve çok az deformasyonla kırılır. Çekme mukavemeti birim alan başına kuvvet (Pa veya Pascal) olarak ölçülür.
Stres kuvvettir ve gerinim stresten kaynaklanan sapmadır. Aşağıdaki tablo, yaygın olarak kullanılan üç takviye elyafının gerilme mukavemetinin bir karşılaştırmasını göstermektedir: karbon elyafı, aramid elyafı, cam elyafı ve epoksi reçinesi. Bu rakamların yalnızca karşılaştırma amaçlı olduğunu ve üretim prosesine, epoksi reçinenin bileşimine, aramidin formülasyonuna, karbon elyafın öncü elyafına vb. göre değişebileceğini ve MPa cinsinden ifade edildiğini belirtmekte fayda var.
2. Yoğunluk ve Mukavemet-Ağırlık Oranı
Üç malzemenin yoğunlukları karşılaştırıldığında üç elyaf arasında önemli farklılıklar görülebilir. Tam olarak aynı boyut ve ağırlıkta üç numune yapılırsa, Kevlar® elyaflarının çok daha hafif olduğu, karbon elyaflarının hemen hemen ikinci sırada, E-cam elyafların ise en ağır olduğu hemen anlaşılıyor. Bu nedenle aynı ağırlıktaki kompozit için karbon fiber veya Kevlar® ile daha yüksek mukavemet elde edilebilir. Başka bir deyişle, belirli bir mukavemet gerektiren, karbon fiberden veya Kevlar® kompozitlerden yapılmış herhangi bir yapı, cam elyaftan yapılmış olandan daha küçük veya daha incedir. Numuneler hazırlanıp test edildikten sonra, cam elyaf kompozitlerin ağırlığının Kevlar® veya karbon elyaf laminatlardan neredeyse iki kat daha fazla olduğu görülecektir. Bu, Kevlar® veya karbon fiber kullanılarak büyük miktarda ağırlıktan tasarruf edilebileceği anlamına gelir. Bu özelliğe mukavemet-ağırlık oranı denir.
3. Young Modülü Young Modülü
Young modülü elastik bir malzemenin sertliğinin bir ölçüsüdür ve bir malzemeyi tanımlamanın bir yoludur. Tek eksenli (tek yönde) gerilimin, tek eksenli gerinime (aynı yönde deformasyon) oranı olarak tanımlanır. Young modülü = gerilim/gerinim; bu, Young modülü yüksek olan malzemelerin Young modülü düşük olanlara göre daha sert olduğu anlamına gelir.
Karbon fiber, Kevlar® ve cam fiberin sertliği önemli ölçüde farklılık gösterir. Karbon fiber, aramid fiberden yaklaşık iki kat, cam fiberden ise beş kat daha serttir. Karbon fiberin mükemmel sertliğinin olumsuz tarafı, daha kırılgan olma eğiliminde olmasıdır. Başarısız olduğunda çok fazla gerilim veya deformasyon göstermez.
4. Yanıcılık ve Termal Açıklama
Hem Kevlar® hem de karbon fiber yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır ve ikisinin de erime noktası yoktur. Her iki malzeme de koruyucu giysilerde ve yangına dayanıklı kumaşlarda kullanılmıştır. Cam elyaf eninde sonunda eriyecektir ancak aynı zamanda yüksek sıcaklıklara karşı da oldukça dayanıklıdır. Elbette binalarda kullanılan buzlu cam elyafları da yangına dayanıklılığı arttırabiliyor.
Karbon fiber ve Kevlar®, koruyucu yangın söndürme veya kaynak battaniyeleri veya giysilerinin yapımında kullanılır. Kevlar eldivenler et endüstrisinde bıçak kullanırken elleri korumak için sıklıkla kullanılır. Lifler nadiren kendi başlarına kullanıldığından matrisin (genellikle epoksi) ısı direnci de önemlidir. Isıya maruz kaldığında epoksi reçine hızla yumuşar.
5. Elektriksel İletkenlik, İletkenlik
Karbon fiber elektriği iletir ancak Kevlar® ve cam elyafı yapmaz. Kevlar® iletim kulelerinde tel çekmek için kullanılır. Elektriği iletmemesine rağmen suyu emer ve su elektriği iletir. Bu nedenle bu tür uygulamalarda Kevlar'a su geçirmez bir kaplama uygulanması gerekmektedir.
Karbon fiber elektriği iletebildiği için galvanik kaplin korozyonu diğer metal parçalarla temas ettiğinde sorun haline gelir.
6. UV bozulması
Aramid elyaflar güneş ışığında ve yüksek UV ortamlarında bozunur. Karbon veya cam elyaflar UV radyasyonuna karşı çok duyarlı değildir. Ancak epoksi reçineler gibi yaygın olarak kullanılan bazı matrisler güneş ışığında tutularak beyazlaşacak ve gücünü kaybedecektir. Polyester ve vinil ester reçineleri UV'ye karşı daha dayanıklıdır ancak epoksi reçinelere göre daha zayıftır.
7. Yorgunluk Direnci
Bir parça tekrar tekrar bükülüp düzleştirilirse, sonunda yorulma nedeniyle arızalanacaktır. Karbon fiber yorulmaya karşı bir miktar hassastır ve felaketle sonuçlanabilecek şekilde arızalanma eğilimi gösterirken Kevlar® yorulmaya karşı daha dayanıklıdır. Cam elyafı arada bir yerdedir.
8. Aşınma direnci
Kevlar® aşınmaya karşı oldukça dayanıklıdır ve bu da kesilmesini zorlaştırır. Kevlar®'ın yaygın kullanım alanlarından biri, ellerin cam nedeniyle kesilebileceği veya keskin bıçakların kullanıldığı alanlarda koruyucu eldiven olarak kullanılmasıdır. Karbon ve cam elyaflar daha az dayanıklıdır.
9. Kimyasal direnç
Aramid lifleri güçlü asitlere, alkalilere ve belirli oksitleyici maddelere (örn. sodyum hipoklorit) karşı hassastır ve bunlar lifin bozulmasına neden olabilir. Yaygın klorlu ağartıcılar (örn. Clorox®) ve hidrojen peroksit Kevlar® ile birlikte kullanılamaz. Oksijenli ağartıcılar (örneğin sodyum perborat) aramid liflerine zarar vermeden kullanılabilir.
Karbon fiberler çok stabildir ve kimyasal bozunmaya karşı duyarsızdır. Ancak epoksi matrisi bozulacaktır.
10. Vücuda bağlanma özellikleri
Karbon fiberlerin, Kevlar® ve camın en iyi performansı göstermesi için matris (genellikle epoksi reçine) içinde yerinde tutulması gerekir. Epoksi reçinenin çeşitli elyaflara bağlanma yeteneği bu nedenle kritik öneme sahiptir.
Hem karbon hem de cam elyafları epoksiye kolayca yapışabilir ancak aramit elyaf-epoksi bağı istenildiği kadar güçlü değildir ve bu azaltılmış yapışma su nüfuzunun oluşmasına olanak tanır. Sonuç olarak, aramid elyafların suyu emme kolaylığı ve epoksiye istenmeyen yapışma, kevlar® kompozitin yüzeyinin hasar görmesi ve suyun içeri girmesi durumunda Kevlar®'ın elyaflar boyunca suyu emip zayıflatabileceği anlamına gelir. kompozit.
11. Renk ve örgü
Aramid doğal haliyle açık altın rengindedir, renklendirilebilir ve artık pek çok güzel tonda mevcuttur. Cam elyafın renkli versiyonları da mevcuttur. Karbon fiber her zaman siyahtır ve renkli aramid ile karıştırılabilir ancak kendisi renklendirilemez.
