حول مميزات ألياف الأراميد مقارنة بألياف الكربون

حاليا، في مجال المواد المركبة الجديدة، يتم استخدام ألياف الأراميد وألياف الكربون على نطاق واسع من المواد الخام. على الرغم من أن كلاهما يتمتع بقوة شد ومعامل عالية للغاية، إلا أن هناك العديد من الاختلافات في الأداء والاستخدام. إذن ما هي الاختلافات التي تنعكس في؟
ألياف الكربون عبارة عن ألياف عالية القوة وذات معامل عالي مع محتوى كربون يزيد عن 90٪. يتميز بخصائص مثل مقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة الاحتكاك، والتوصيل، والتوصيل الحراري، ومقاومة التآكل. مظهره ليفي وناعم ويمكن معالجته وتحويله إلى أقمشة مختلفة. من حيث الاستخدام، يتم تصنيعه بشكل أساسي في مواد مركبة معززة للمواد الهيكلية للطائرات، ومواد التدريع الكهرومغناطيسي وإزالة الكهربة، والأربطة الاصطناعية وغيرها من المواد البديلة للجسم، بالإضافة إلى مواد منتجات عالية التقنية لتصنيع أغلفة الصواريخ والسفن الآلية والصناعية. الروبوتات وألواح السيارات وما إلى ذلك.
الأراميد هو نوع جديد من الألياف الاصطناعية عالية التقنية، والذي يتميز أيضًا بخصائص ممتازة مثل القوة الفائقة، والمعامل العالي، ومقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة الأحماض والقلويات، والوزن الخفيف. عند 560 درجة، لا يتحلل أو يذوب، وله عزل جيد ومقاومة للشيخوخة، وله دورة حياة طويلة. تعتبر ألياف الأراميد مادة مهمة جدًا للدفاع الوطني والصناعة العسكرية، وهي مناسبة جدًا لاحتياجات الحرب الحديثة. كما أنه يستخدم على نطاق واسع في مختلف جوانب الاقتصاد الوطني، مثل الطيران والكهروميكانيكية والبناء والسيارات والسلع الرياضية وما إلى ذلك. في الوقت الحاضر، يتم استخدام حوالي 7-8% من منتجات الأراميد في السترات الواقية من الرصاص والخوذات وما إلى ذلك. ، بينما تمثل المواد الفضائية والمواد الرياضية حوالي 40%؛ تمثل المواد مثل إطار الإطارات والحزام الناقل حوالي 20%، وتمثل الحبال عالية القوة حوالي 13%.
على الرغم من أن الاثنين هما أكثر مواد التسليح شيوعًا حاليًا، إلا أنه لا تزال هناك بعض الاختلافات في أدائهما، والتي تتجلى بشكل رئيسي في
1. من حيث الخواص الميكانيكية، يمكن أن تصل قوة الشد للأراميد إلى 2815 ميجا باسكال، ومعامل المرونة هو 126 جيجا باسكال، والاستطالة عند الكسر 2.5٪، والكثافة 1.44 جم / سم ^ 3، وهي أقل قليلاً من قوة الأراميد. ألياف كربونيه. ومع ذلك، فإن السمة البارزة للأراميد هي مقاومته للصدمات، واستطالته العالية، ووزنه الخفيف.
2. من حيث الاستقرار، الأراميد لديه استقرار حراري جيد جدا، والذي يمكن أن يتحلل دون تشوه تحت درجة حرارة عالية. يمكن استخدامه لفترة طويلة عند 180 درجة، ولا تتغير قوته ومعامله بعد أسبوع عند 150 درجة. معامل التمدد الحراري هو -2x10 ^ -6. بالمقارنة مع الأراميد، تتمتع ألياف الكربون أيضًا بثبات حراري فائق.
3. من حيث الخواص الكيميائية الحرارية، يتمتع الأراميد بمقاومة جيدة للوسائط ومقاومة قوية للمواد الكيميائية المحايدة. ومع ذلك، فإنه يتآكل بسهولة بسبب القلويات والأحماض القوية، وهو أقل قليلاً من الخواص الكيميائية الحرارية لألياف الكربون.
ومع ذلك، بالمقارنة مع ألياف الكربون، تتمتع ألياف الأراميد أيضًا بمزايا أخرى:
1. ألياف الأراميد غير موصلة للكهرباء، وعند استخدامها للتسليح المماثل للهياكل الخرسانية، ليست هناك حاجة للنظر في قيود مثل الحاجة إلى العزل عن القضبان الفولاذية.
2. تتميز ألياف الكربون بمقاومة منخفضة للقص وتكون عرضة للكسر. يجب ألا يقل نصف قطر شطب البناء عن 20 مم، ويلزم فقط نصف (10 مم) من الأراميد.
3. تكمن الميزة المرنة للأراميد في قدرته على تحمل الأحمال الديناميكية وقوى التأثير المحلية. من حيث قابلية التشغيل أثناء البناء، فإن الأراميد هو بلا شك المادة الأكثر ملاءمة.
يكون وضع الفشل بعد تقوية ألياف الكربون هشًا دون وجود علامات واضحة، لذلك، كتصميم هيكلي، يجب اعتماد عامل أمان أكبر. ومع ذلك، فإن معامل المرونة لقماش ألياف الأراميد منخفض والاستطالة عالية. وقد ثبت من خلال التجارب أن عملية فشل المكونات الخرسانية العادية التالفة والمدعمة بقماش ألياف الأراميد تظل بلاستيكية عند تحميلها مرة أخرى.
باختصار، بالمقارنة مع ألياف الكربون، يتمتع الأراميد بقوة وخصائص كيميائية أقل قليلاً، لكن خصائصه الأخرى وسعت مجالات تطبيقه. على سبيل المثال، ألياف الأراميد غير موصلة، لذلك من الواضح أنه ليس من المناسب استخدام قماش ألياف الكربون في الهياكل التي تحتوي على المزيد من المعدات الكهربائية مثل مترو الأنفاق والمنشآت الصناعية. بالإضافة إلى ذلك، عند استخدام ألياف الكربون لتقوية الهياكل الخرسانية، من الضروري التأكد من عزلها عن قضبان الفولاذ لمنع التآكل الكهروكيميائي، ولا يقتصر استخدام ألياف الأراميد على هذا الشرط. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام ألياف الكربون لتعزيز المنازل ذات الأحمال المستقرة نسبيا. بالنسبة لتعزيزات الدكتايل تحت الأحمال الديناميكية والتأثيرات المحلية، فإن مواد ألياف الأراميد هي بلا شك الخيار الأفضل للاهتزاز المتكرر في مجالات الطرق والجسور.