Aramiidkiudude eelistest võrreldes süsinikkiududega

Praegu on uute komposiitmaterjalide valdkonnas laialdaselt kasutatav tooraine aramiidkiud ja süsinikkiud. Kuigi mõlemal on äärmiselt kõrge tõmbetugevus ja moodul, on jõudluses ja kasutuses palju erinevusi. Milles siis erinevused kajastuvad?
Süsinikkiud on ülitugev ja kõrge mooduliga kiud, mille süsinikusisaldus on üle 90%. Sellel on sellised omadused nagu kõrge temperatuuritaluvus, hõõrdekindlus, juhtivus, soojusjuhtivus ja korrosioonikindlus. Selle välimus on kiuline, pehme ja seda saab töödelda mitmesugusteks kangasteks. Kasutamise osas valmistatakse sellest peamiselt tugevdatud komposiitmaterjale õhusõidukite konstruktsioonimaterjalide jaoks, elektromagnetilisi varjestus- ja elektrifitseerimismaterjale, kunstlikke sidemeid ja muid kehaasendusmaterjale, samuti kõrgtehnoloogilisi tootematerjale raketikorpuste, mootorlaevade, tööstuslike materjalide valmistamiseks. robotid, autopaneelid ja nii edasi.
Aramiid on uut tüüpi kõrgtehnoloogiline sünteetiline kiud, millel on ka suurepärased omadused, nagu ülikõrge tugevus, kõrge moodul, kõrge temperatuuritaluvus, happe- ja leeliskindlus ning kerge kaal. 560 kraadi juures see ei lagune ega sula, sellel on hea isolatsioon ja vananemiskindlus ning pikk elutsükkel. Aramiidkiud on väga oluline riigikaitse ja sõjatööstuse materjal, mis sobib väga hästi kaasaegse sõjapidamise vajadusteks. Seda kasutatakse laialdaselt ka erinevates rahvamajanduse aspektides, nagu lennundus, elektromehaaniline, ehitus, autod, sporditarbed jne. Praegu kasutatakse umbes 7-8% aramiidtoodetest kuulikindlate vestide, kiivrite jms jaoks. ., samas kui kosmosematerjalid ja spordimaterjalid moodustavad umbes 40%; Materjalid nagu rehviraam ja konveierilint moodustavad umbes 20% ning ülitugevad köied umbes 13%.
Kuigi need kaks on praegu kõige populaarsemad tugevdusmaterjalid, on nende toimivuses siiski mõningaid erinevusi, mis avalduvad peamiselt selles
1. Mehaaniliste omaduste osas võib aramiidi tõmbetugevus ulatuda 2815 MPa, elastsusmoodul on 126 Gpa, katkendlik pikenemine on 2,5% ja tihedus 1,44 g / cm ^ 3, mis on veidi madalam kui tugevus. süsinikkiud. Aramiidi tähelepanuväärne omadus on aga selle löögikindlus, suurem pikenemine ja kergem kaal.
2. Stabiilsuse osas on aramiidil väga hea termiline stabiilsus, mis võib kõrgel temperatuuril laguneda ilma deformatsioonita. Seda saab kasutada pikka aega 180 kraadi juures ning selle tugevus ja moodul ei muutu nädalaga 150 kraadi juures. Soojuspaisumistegur on -2x10 ^ -6. Aramiidiga võrreldes on süsinikkiul ka parem termiline stabiilsus.
3. Termokeemiliste omaduste poolest on aramiidil hea vastupidavus keskkonnale ja tugev vastupidavus neutraalsetele kemikaalidele. Kuid tugevad leelised ja happed söövitavad seda kergesti, mis on veidi halvem kui süsinikkiu termokeemilised omadused.
Kuid võrreldes süsinikkiuga on aramiidkiul ka teisi eeliseid:
1. Aramiidkiud ei ole elektrit juhtivad ja kui neid kasutatakse betoonkonstruktsioonidega sarnaseks tugevdamiseks, ei ole vaja arvestada piirangutega, näiteks vajadus isoleerida terasvarrastest.
2. Süsinikkiul on madal nihkekindlus ja see võib puruneda. Konstruktsiooni faasi raadius ei tohiks olla väiksem kui 20 mm ja aramiidist on vaja ainult pool (10 mm).
3. Aramiidi elastsuse eelis seisneb selle võimes taluda dünaamilisi koormusi ja lokaalseid löögijõude. Ehitusaegse töövõime poolest on aramiid kahtlemata kõige sobivam materjal.
Süsinikkiuga tugevdamise järgne rike on rabe ilma ilmsete märkideta, seetõttu tuleb konstruktsioonilahendusena kasutada suuremat ohutustegurit. Aramiidkiudriide elastsusmoodul on aga madal ja venivus suur. Katsete abil on tõestatud, et aramiidkiudkangaga tugevdatud kahjustatud lihtbetoondetailide purunemisprotsess on uuesti laadimisel endiselt plastiline.
Kokkuvõtvalt võib öelda, et süsinikkiuga võrreldes on aramiidi tugevus ja keemilised omadused veidi madalamad, kuid selle muud omadused on laiendanud selle kasutusvaldkondi. Näiteks aramiidkiud ei ole elektrit juhtivad, mistõttu pole ilmselgelt sobilik kasutada süsinikkiust kangast konstruktsioonides, kus on rohkem elektriseadmeid, nagu metrood ja tööstusettevõtted. Lisaks tuleb süsinikkiudu kasutamisel betoonkonstruktsioonide tugevdamiseks tagada, et see oleks elektrokeemilise korrosiooni vältimiseks terasvarrastest isoleeritud ning see tingimus ei piira aramiidkiudude kasutamist. Lisaks saab süsinikkiudu kasutada suhteliselt stabiilsete koormustega majade tugevdamiseks. Plastilise tugevdamise jaoks dünaamiliste koormuste ja kohalike löökide korral on aramiidkiudmaterjalid kahtlemata parim valik sagedase vibratsiooni korral maanteedel ja sildadel.