Aramiidkiudkangad

Aramiidkiul, mis on täielikult tuntud kui "polüfenüleentereftaalamiid", on suurepäraste omadustega, nagu ülikõrge tugevus, kõrge moodul, kõrge temperatuuritaluvus, happekindlus, leelisekindlus, kerge kaal jne. Aramiidkiu arendas edukalt välja ja turustas DuPont Kevlar Fabrics. 1960. aastatel. Seetõttu on aramiidkiud enne süsinikkiu tekkimist alati suure jõudlusega kiu turul olnud.

1/ Kõrge löögikindlus ja pragunemiskindlus

Aramiidkiul on suurepärane löögikindlus ja kuna see on sitke ja neelab palju energiat, ei purune see surve all. Seda kasutatakse laialdaselt kuulikindlate vestide, laevade, süstade ja sõjaväesõidukite osade soomuste tootmiseks. Aramiidkiudkomposiidi löögikindlus on 5 korda suurem kui süsinikkiust komposiidil (mõõdetuna löökvasara löökmeetodil). See erakordne löögi- või kuulivastane võime on põhjustatud pikkade aramiidstruktuuriga aatomiahelate moodustumisest.

Suurepärast löögikindlust silmas pidades kasutatakse aramiidkiudu laialdaselt sõjalistel eesmärkidel kuulikindlate vestide ja tankisoomusmaterjalide valmistamiseks. Kuulivest on tavaliselt valmistatud kümnetest aramiidi kihtidest (näiteks kevlarist) ja kahe kihi vahel on keraamiline plaat. Mõnede soomusmasinate (nt Ameerika M1 tank) kasutatav kaitsekate on valmistatud aramiidterasest terasmaterjalist, mis talub 700 mm läbimõõduga tankitõrjerakette.

2／ Madal tihedus / väike kaal

Aramiidkiul on väga väike kaal, mis on komposiitmaterjalide valmistamisel eeliseks. Kuigi süsinikkiust komposiite peetakse väga kergeks, on aramiidkiudkomposiitid umbes 20 protsenti kergemad kui süsinikkiudkomposiidid. Aramiidkanga kasutamine komposiitmaterjalides võib suurendada löögikindlust ja kulumiskindlust ning vähendada komposiitkomponentide kaalu.

Aramiidkiu tihedus on umbes 1,45 g/cm³, aramiid/epoksükomposiidi tihedus on umbes 1,3 g/cm³. Arvutus põhineb epoksüvaigul ja kõvendil ~1,1 g/cm³ ning komposiitmaterjalide tootmisel kasutataval kõrgtehnoloogial, nimelt autoklaavi prepreg. Süsinikkiudkomposiitide, mida üldiselt peetakse väga kergeks, tihedus on ligikaudu 1,55 g/cm³. Üldiselt on aramiidkiudkomposiidid 20 protsenti kergemad kui süsinikkiudkomposiidid.

Kuidas võrrelda aramiidkiudkomposiitide ja metallide kaalu? 2,7 g/cm alumiiniumi ³, 4,5 g/cm titaani ³, 7,9 g/cm terase ³ puhul. Seetõttu on aramiidkiudkomposiidid 2 korda kergemad kui alumiinium, 3 või 4 korda kergemad kui titaan ja 6 korda kergemad kui teras .

3／ Mõõdukas jäikus klaaskiu ja süsinikkiu vahel

Aramiidkiudkomposiitidel on suurem jäikus kui klaaskiudkomposiitidel, kuid ka oluliselt madalam kui süsinikkiudkomposiitidel. Aramiidkiud on sarnased süsinikkiududele. Kiudusid on mitut tüüpi, sealhulgas standardsed, keskmise ja kõrge mooduliga kiud, mis võivad pakkuda erinevat jäikust ja tugevust.

Erinevat tüüpi kiudude jäikus on järgmine:

Klaaskiudkangas - alates 72 GPa (standard E-klaas) kuni 87 GPa (S-tugevdatud klaaskangas);

Süsinikkiust kangas - alates 230GPa (Toray T300) kuni 588GPa (Toray HM klass M60J);

Aramiidkangas – alates 96GPa (Kevlar 129 standardaramiidi jaoks) kuni 186GPa (Kevlar 149 lennuki/lennunduse jaoks).

Kokkuvõtteks võib öelda, et standardriidest valmistatud aramiidkomposiitide jäikus on 30-40 protsenti kõrgem kui klaaskiudkomposiitidel ja 50 protsenti madalam kui süsinikkiudkomposiitidel

4/ Kulumiskindlus

Aramiidkiudkomposiite on laialdaselt kasutatud kulumisohtlikes osades, näiteks võidusõidumootorite kaitsmiseks libisemisplaatides. Aramiidi kasutatakse tavaliselt kaevandustööstuses (näiteks kaevandustööstuses), et tugevdada konveierilindi kummilindi ning tagada suurem tugevus ja kulumiskindlus. Kevlari tootja sõnul saab kulumiskindlust pärast tugevdamist parandada 50-70 protsenti. Nende omaduste tõttu saab materjali kasutada komposiitmaterjalide ja töörõivaste jaoks, näiteks lõikekindlate kaitsekindade jaoks, kasutades aramiidkangast, nagu Twaron või Kevlar.

5/ Madal dielektriline konstant

Aramiidkiudkomposiitmaterjali dielektriline konstant on nii madal kui ~3,85 (10 GHz), tagades signaali läbistava aramiidkaitsekatte/radoomi hea jõudluse ja tugevuse. Seda antenni kasutatakse laialdaselt sõjalistel eesmärkidel, näiteks sõjalennukitel.

Aramiidkiud, mida kasutatakse sõjaväe radoomides

Aramiidkiust komposiitkorpus/radoom kaitseb antenni kahjustuste eest ja tagab hea signaali jõudluse. Seevastu E-klaaskiudkomposiidid tagavad läbilaskvuse, mis vastab sagedusele 6,1 (10 GHz), mille tulemusena väheneb antenni signaali võimsus ja jõudlus 60 protsenti. Lisaks aramiidkiule kasutatakse ka kvartskiudu, mille dielektriline konstant on 3,78 (10 GHz).

6/ Muud omadused

Aramiidkiul on madalad soojuspaisumisomadused, mis on kõrgel temperatuuril väga stabiilne, peaaegu null. Soojuspaisumise koefitsient on veidi negatiivne, võrdne (- 2,4 x 10 ⁻ ⁶/ kraadi C). Aramiidkiud on hea isolaator ega juhi elektrit.

Aramiidkiudkomposiitide eriline omadus on seotud vibratsiooni neeldumisega, mistõttu saab neid kasutada vibratsiooni kandvate komponentide, näiteks lennuki konstruktsioonikomponentide valmistamiseks.

Aramiid võib kududa süsinikkiust või klaaskiust, et moodustada süsinikkiust aramiidkangast või klaaskiust aramiidkangast, mis võib maksimeerida kahte tüüpi kiudude eeliseid.

Kuum tags: aramiidkiudkangad