پارچه های الیاف آرامید

فیبر آرامید که به طور کامل به عنوان "پلی فنیلن ترفتالامید" شناخته می شود، دارای خواص عالی مانند استحکام فوق العاده بالا، مدول بالا، مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر اسید، مقاومت در برابر قلیایی، وزن سبک و غیره است. در سال 1960 بنابراین، قبل از ظهور فیبر کربن، فیبر آرامید همیشه بازار الیاف با کارایی بالا را به خود اختصاص داده است.

1/ مقاومت بالا در برابر ضربه و ترک خوردگی

الیاف آرامید مقاومت بسیار خوبی در برابر ضربه دارد و چون سخت است و می تواند انرژی زیادی را جذب کند، تحت فشار ترک نمی خورد. به طور گسترده ای برای ساخت زره برای جلیقه های ضد گلوله، کشتی ها، کایاک ها و قطعات خودروهای نظامی استفاده می شود. مقاومت در برابر ضربه کامپوزیت الیاف آرامید 5 برابر کامپوزیت فیبر کربن (اندازه گیری شده با روش ضربه چکش قطره ای) است. این توانایی فوق العاده ضد ضربه یا ضد گلوله ناشی از تشکیل زنجیره های اتمی بلند با ساختار آرامید است.

با توجه به مقاومت عالی در برابر ضربه، فیبر آرامید به طور گسترده برای ساخت جلیقه های ضد گلوله و مواد زره تانک برای اهداف نظامی استفاده می شود. جلیقه ضد گلوله معمولاً از ده ها لایه آرامید (مانند کولار) ساخته می شود و شامل یک صفحه سرامیکی بین دو لایه است. پوشش محافظ مورد استفاده در برخی خودروهای زرهی (مانند تانک M1 آمریکایی) از مواد فولادی آرامید فولادی ساخته شده است که می تواند در برابر موشک های ضد تانک با قطر 700 میلی متر مقاومت کند.

2／ چگالی کم/وزن کم

الیاف آرامید وزن بسیار کمی دارد که در ساخت مواد کامپوزیتی مزیت محسوب می شود. اگرچه کامپوزیت های فیبر کربن بسیار سبک در نظر گرفته می شوند، کامپوزیت های الیاف آرامید حدود 20 درصد سبک تر از کامپوزیت های فیبر کربن هستند. استفاده از پارچه آرامید در کامپوزیت ها می تواند مقاومت در برابر ضربه و مقاومت در برابر سایش را افزایش داده و وزن اجزای کامپوزیت را کاهش دهد.

چگالی فیبر آرامید حدود 1.45 گرم بر سانتی متر مکعب است، چگالی کامپوزیت آرامید/اپوکسی حدود 1.3 گرم بر سانتی متر مکعب است. این محاسبات بر اساس رزین اپوکسی و عامل پخت ~ 1.1 گرم بر سانتی‌متر مربع و فناوری پیشرفته مورد استفاده در تولید مواد کامپوزیت، یعنی پیش‌آب اتوکلاو است. چگالی کامپوزیت های فیبر کربنی که عموماً بسیار سبک در نظر گرفته می شوند، نزدیک به 1.55 گرم بر سانتی متر مکعب است، به طور کلی کامپوزیت های الیاف آرامید 20 درصد سبک تر از کامپوزیت های فیبر کربنی هستند.

چگونه وزن کامپوزیت های الیاف آرامید و فلزات را مقایسه کنیم؟ 2.7 گرم در سانتی متر برای آلومینیوم ³، 4.5 گرم در سانتی متر برای تیتانیوم ³، 7.9 گرم در سانتی متر برای فولاد ³، بنابراین، کامپوزیت های الیاف آرامید 2 برابر سبک تر از آلومینیوم، 3 یا 4 برابر سبک تر از تیتانیوم و 6 برابر سبک تر از فولاد هستند. .

3／ سفتی متوسط، بین الیاف شیشه و فیبر کربن

کامپوزیت های الیاف آرامید سختی بالاتری نسبت به کامپوزیت های الیاف شیشه دارند، اما همچنین به طور قابل توجهی کمتر از کامپوزیت های فیبر کربنی هستند. الیاف آرامید شبیه الیاف کربن است. انواع مختلفی از الیاف از جمله الیاف استاندارد، متوسط ​​و مدول بالا وجود دارد که می توانند سفتی و استحکام متفاوتی را ارائه دهند.

سفتی انواع الیاف به شرح زیر است:

پارچه فیبر شیشه ای - از 72 GPa (استاندارد E-glass) تا 87 GPa (پارچه شیشه ای تقویت شده با S)؛

پارچه فیبر کربن - از 230GPa (Toray T300) تا 588GPa (Toray HM Grade M60J).

پارچه آرامید - از 96 گیگا پاسکال (کولار 129 برای آرامید استاندارد) تا 186 گیگا پاسکال (کولار 149 برای صنعت هواپیما و هوانوردی).

در نتیجه، سختی کامپوزیت های آرامید ساخته شده از پارچه های استاندارد 30-40 درصد بیشتر از کامپوزیت های الیاف شیشه و 50 درصد کمتر از کامپوزیت های فیبر کربن است.

4/ مقاومت در برابر سایش

کامپوزیت های الیاف آرامید به طور گسترده در قطعات مستعد سایش، مانند صفحات لغزنده برای محافظت از موتورهای مسابقه استفاده شده است. آرامید معمولاً در صنعت استخراج (مانند صنعت معدن) برای تقویت تسمه لاستیکی تسمه نقاله و اطمینان از استحکام بالاتر و مقاومت در برابر سایش استفاده می شود. به گفته سازنده کولار، مقاومت در برابر سایش را می توان پس از تقویت تا 50-70 درصد بهبود بخشید. به دلیل این ویژگی‌ها، می‌توان از این ماده برای مواد کامپوزیتی و لباس‌های کار استفاده کرد، مانند دستکش‌های ایمنی مقاوم در برابر برش با استفاده از پارچه‌های آرامید، مانند Twaron یا Kevlar.

5/ ثابت دی الکتریک پایین

ثابت دی الکتریک مواد کامپوزیتی فیبر آرامید تا 3.85 (10 گیگاهرتز) کم است که عملکرد و قدرت خوب پوشش/رادوم محافظ آرامید نفوذ کننده سیگنال را تضمین می کند. این آنتن به طور گسترده برای اهداف نظامی مانند هواپیماهای نظامی استفاده می شود.

الیاف آرامید مورد استفاده در رادوم نظامی

محفظه/رادوم کامپوزیت فیبر آرامید می تواند آنتن را از آسیب محافظت کند و عملکرد سیگنال خوب را تضمین کند. در مقابل، کامپوزیت های فیبر شیشه ای E گذردهی مربوط به 6.1 (10 گیگاهرتز) را ارائه می دهند که منجر به کاهش 60 درصدی قدرت و عملکرد سیگنال آنتن می شود. علاوه بر فیبر آرامید، فیبر کوارتز نیز استفاده می شود و ثابت دی الکتریک آن 3.78 (10 گیگاهرتز) است.

6/ سایر امکانات

فیبر آرامید دارای ویژگی های انبساط حرارتی کم است که در دماهای بالا تقریباً صفر بسیار پایدار است. ضریب انبساط حرارتی کمی منفی است، معادل ({0}}.4 x 10-6/ درجه سانتیگراد). فیبر آرامید عایق خوبی است و الکتریسیته را هدایت نمی کند.

ویژگی خاص کامپوزیت های الیاف آرامید مربوط به جذب ارتعاش است، بنابراین می توان از آن برای ساخت اجزای ارتعاشی مانند اجزای ساختاری هواپیما استفاده کرد.

آرامید می تواند با الیاف کربن یا فایبرگلاس ببافد تا پارچه های آرامید فیبر کربن یا پارچه های آرامید فایبرگلاس را تشکیل دهد که می تواند مزایای 2 نوع الیاف را به حداکثر برساند.

تگ های محبوب: پارچه های الیاف آرامید