Par aramīda šķiedru priekšrocībām salīdzinājumā ar oglekļa šķiedrām

Pašlaik jaunu kompozītmateriālu jomā plaši tiek izmantotas aramīda šķiedras un oglekļa šķiedras. Lai gan abiem ir ārkārtīgi augsta stiepes izturība un modulis, ir daudz atšķirību veiktspējā un lietošanā. Tātad, kādas ir atšķirības?
Oglekļa šķiedra ir augstas stiprības un augsta moduļa šķiedra ar oglekļa saturu virs 90%. Tam ir tādas īpašības kā izturība pret augstu temperatūru, berzes pretestība, vadītspēja, siltumvadītspēja un izturība pret koroziju. Tā izskats ir šķiedrains, mīksts, un to var apstrādāt dažādos audumos. Lietojuma ziņā tas galvenokārt ir izgatavots no pastiprinātiem kompozītmateriāliem gaisa kuģu konstrukciju materiāliem, elektromagnētisko ekranējumu un deelektrifikācijas materiāliem, mākslīgajām saitēm un citiem ķermeņa aizstājējmateriāliem, kā arī augsto tehnoloģiju izstrādājumu materiālos raķešu korpusu, motorkuģu, rūpniecisko konstrukciju ražošanai. roboti, automobiļu paneļi un tā tālāk.
Aramīds ir jauna veida augsto tehnoloģiju sintētiskā šķiedra, kurai ir arī izcilas īpašības, piemēram, īpaši augsta izturība, augsts modulis, izturība pret augstu temperatūru, skābju un sārmu izturība un viegls svars. 560 grādos tas nesadalās un neizkūst, tam ir laba izolācija un izturība pret novecošanos, un tam ir ilgs dzīves cikls. Aramīda šķiedra ir ļoti nozīmīgs valsts aizsardzības un militārās rūpniecības materiāls, kas ir ļoti piemērots mūsdienu karadarbības vajadzībām. To plaši izmanto arī dažādos tautsaimniecības aspektos, piemēram, aviācijā, elektromehāniskajā, celtniecībā, automobiļos, sporta precēs utt. Pašlaik aptuveni 7-8% aramīda izstrādājumu tiek izmantoti ložu necaurlaidīgo vestu, ķiveru u.c. ., savukārt kosmosa materiāli un sporta materiāli veido aptuveni 40%; Materiāli, piemēram, riepu rāmis un konveijera lente, veido aptuveni 20%, un augstas stiprības troses veido aptuveni 13%.
Lai gan šie divi pašlaik ir vispopulārākie stiegrojuma materiāli, joprojām pastāv dažas atšķirības to darbībā, kas galvenokārt izpaužas
1. Mehānisko īpašību ziņā aramīda stiepes izturība var sasniegt 2815Mpa, elastības modulis ir 126Gpa, stiepes pagarinājums ir 2,5%, un blīvums ir 1,44g/cm ^ 3, kas ir nedaudz zemāks par stiprību. karbona šķiedra. Tomēr aramīda ievērojamā iezīme ir tā triecienizturība, lielāks pagarinājums un mazāks svars.
2. Stabilitātes ziņā aramīdam ir ļoti laba termiskā stabilitāte, kas augstā temperatūrā var sadalīties bez deformācijas. To var ilgstoši lietot 180 grādu temperatūrā, un tā stiprums un modulis nemainās pēc nedēļas 150 grādu temperatūrā. Termiskās izplešanās koeficients ir -2x10 ^ -6. Salīdzinot ar aramīdu, oglekļa šķiedrai ir arī augstāka termiskā stabilitāte.
3. Termoķīmisko īpašību ziņā aramīdam ir laba izturība pret vidi un spēcīga izturība pret neitrālām ķīmiskām vielām. Tomēr to viegli sarūsē spēcīgi sārmi un skābes, kas ir nedaudz zemākas par oglekļa šķiedras termoķīmiskajām īpašībām.
Tomēr, salīdzinot ar oglekļa šķiedru, aramīda šķiedrai ir arī citas priekšrocības:
1. Aramīda šķiedras ir nevadošas, un, ja tās tiek izmantotas stiegrojumam līdzīgi kā betona konstrukcijām, nav jāņem vērā tādi ierobežojumi kā nepieciešamība izolēt no tērauda stieņiem.
2. Oglekļa šķiedrai ir zema bīdes pretestība un tā ir pakļauta lūzumam. Konstrukcijas slīpuma rādiuss nedrīkst būt mazāks par 20 mm, un ir nepieciešama tikai puse (10 mm) aramīda.
3. Aramīda elastības priekšrocība ir tā spēja izturēt dinamiskas slodzes un lokālus trieciena spēkus. Darbības ziņā būvniecības laikā aramīds neapšaubāmi ir vispiemērotākais materiāls.
Bojājuma režīms pēc oglekļa šķiedras pastiprināšanas ir trausls bez acīmredzamām pazīmēm, tāpēc kā konstrukcijas projekts ir jāizmanto lielāks drošības koeficients. Tomēr aramīda šķiedras auduma elastības modulis ir zems un pagarinājums ir augsts. Eksperimentos ir pierādīts, ka bojāto vienkāršā betona detaļu, kas pastiprināti ar aramīda šķiedras audumu, bojājuma process joprojām ir plastisks, kad tos atkārtoti noslogo.
Rezumējot, salīdzinot ar oglekļa šķiedru, aramīdam ir nedaudz zemākas izturības un ķīmiskās īpašības, bet citas tā īpašības ir paplašinājušas tā pielietojuma jomas. Piemēram, aramīda šķiedras nevada, tāpēc acīmredzami nav piemērots oglekļa šķiedras audums konstrukcijās ar vairāk elektrisko iekārtu, piemēram, metro un rūpniecības uzņēmumos. Turklāt, ja oglekļa šķiedru izmanto betona konstrukciju stiprināšanai, ir jānodrošina, lai tā būtu izolēta no tērauda stieņiem, lai novērstu elektroķīmisko koroziju, un aramīda šķiedru izmantošanu šis nosacījums neierobežo. Turklāt oglekļa šķiedru var izmantot māju pastiprināšanai ar salīdzinoši stabilām slodzēm. Kaļamā stiegrojumam pie dinamiskām slodzēm un lokāliem triecieniem aramīda šķiedras materiāli neapšaubāmi ir labākā izvēle biežai vibrācijai ceļu un tiltu laukos.