Кевларът и въглеродните влакна еднакви ли са? Какво отличава кевлара от въглеродните влакна?

Какво е въглеродни влакна?

Въглеродните влакна са влакнест въглероден материал, известен с черния си цвят. Той може да се похвали с комбинация от свойства, включително висока якост, ниска плътност, отлична устойчивост на корозия, превъзходна устойчивост на топлина и електрическа проводимост, подобна на медта. Този материал е известен със своите изключителни електрически, термични и механични свойства. Въглеродните влакна се произвеждат чрез карбонизиране на различни прекурсорни влакна като полиакрилонитрил (ПАН), катран, изкуствена коприна или фенолни влакна. Те могат да бъдат категоризирани по формата си на нишки, къси влакна и нарязани влакна или по механичните си свойства на типове с общо предназначение и с висока производителност. Въглеродните влакна с общо предназначение имат якост на опън от около 1000 MPa и модул от около 100 Общ успех. Високоефективните въглеродни влакна включват влакна с висока якост (2000 MPa якост, 250 Общ успех модул) и високомодулни влакна (над 300 Общ успех модул). Влакната с якост над 4000 MPa се наричат ​​ултрависокоякостни, докато тези с модули над 450 Общ успех са ултрависоко модулни.

Какво е кевлар?

Кевларът, марка на DuPont, е вид материал от арамидни влакна, известен със своя жълт цвят и здрави свойства. Химичното наименование на кевлара е поли-пара-фенилен терефталамид и неговата химическа формула се състои от повтарящи се единици на -[-CO-C6H4-CONH-C6H4-NH-]-. Кевларът е известен със своята ниска плътност, висока якост, отлична издръжливост, устойчивост на висока температура и непроводимост, което го прави лесен за обработка и оформяне. Неговата якост е пет пъти по-голяма от стоманата със същото тегло, но плътността му е само една пета от стоманата (плътността на кевлара е 1,44 g/см³ в сравнение със 7,859 g/см³ на стоманата). Тази уникална комбинация от свойства направи кевлара високо ценен, особено във военни приложения, където се нарича"броня пазител."

Сравнение на механичните свойства

• Въглеродни влакна: Якостта на опън варира от 2 до 7 Общ успех, с модул на опън между 200 и 700 Общ успех. Плътността му варира от 1,5 до 2,0 g/см³, до голяма степен повлияна от структурата на прекурсора и температурата на карбонизация. Графитизацията при 3000 ℃ може да увеличи плътността до 2,0 g/см³.

• Кевлар: Якостта е приблизително 3,6 Общ успех, с модул на опън от 131 Общ успех и удължение на счупване от 2,8%. Може да издържа на дълготрайни температури до 180 ℃, има коефициент на аксиално термично разширение от -2 × 10^(-6) /K и топлопроводимост от 0,048 W/(m·K).

  
  

Основни характеристики на Кевлар Фибри:

• Постоянна топлоустойчивост и забавяне на горенето, с граничен кислороден индекс (LOI) по-голям от 28.

• Трайни антистатични свойства.

• Устойчивост на киселини, основи и органични разтворители.

• Висока якост, устойчивост на абразия и устойчивост на разкъсване.

• Не произвежда разтопени капчици или токсични газове при изгаряне.

• Тъканта се сгъстява, когато е изложена на огън, което подобрява нейните уплътняващи свойства, без да се счупва.

Заслужава да се отбележи, че цветните въглеродни влакна, включително червени или многоцветни варианти, обикновено се произвеждат чрез добавяне на цветни пигменти по време на производствения процес. Тази трансформация от черни към цветни въглеродни влакна е постижима от компании, специализирани в тъкани и препреги от въглеродни влакна.

Като разберете тези разлики, можете по-добре да оцените уникалните предимства и приложения на всеки материал.