Vải hỗn hợp aramid-carbon: thuộc tính, lợi ích và ứng dụng chính

Sự hiểu biết Vải hỗn hợp Aramid-Carbon Thuộc tính và sử dụng

Vải hỗn hợp Aramid-Carbon là một vật liệu composite hiệu suất cao kết hợp các sợi aramid (được biết đến với độ bền) và sợi carbon (nổi tiếng về độ cứng). Hybrid này cung cấp một sự cân bằng độc đáo của các thuộc tính, làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi.

Quá trình thành phần và sản xuất

Vải được dệt bằng cách xen kẽ aramid (ví dụ: para-aramid) và sợi carbon trong các tỷ lệ cụ thể. Quá trình liên quan đến:

• Kỹ thuật dệt : Trơn, twill hoặc satin dệt tối ưu hóa tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng.
• Truyền nhựa : Epoxy hoặc nhựa nhiệt dẻo liên kết các sợi để tăng cường độ bền.

Thuộc tính vật lý và cơ học chính

Sự pha trộn này vượt trội trong các ứng dụng đòi hỏi cả sự hấp thụ tác động (aramid) và độ cứng (carbon).

Vải sợi carbon hỗn hợp aramid màu đỏ/đen

Những lợi ích của vải lai aramid-carbon trong hàng không vũ trụ

Các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ ưu tiên các vật liệu làm giảm trọng lượng mà không ảnh hưởng đến sự an toàn.

Giảm cân và hiệu quả nhiên liệu

Mật độ thấp của vải hybrid (1,4 Hàng1,6 g/cm³) cắt trọng lượng máy bay, cải thiện hiệu quả nhiên liệu. Ví dụ, việc thay thế các thành phần nhôm bằng vật liệu tổng hợp aramid-carbon có thể làm giảm trọng lượng 20 %30%.

Điện trở nhiệt và hóa học

Sợi Aramid chống lại ngọn lửa (lên tới 500 ° C), trong khi các sợi carbon chịu được môi trường ăn mòn. Điện trở kép này rất quan trọng đối với các thành phần động cơ và lớp lót thân máy bay.

Vải bằng sợi carbon Aramid vs: Sức mạnh và hiệu suất so sánh

Lựa chọn giữa các loại vải Aramid, Carbon hoặc lai phụ thuộc vào nhu cầu của dự án.

Độ bền kéo và độ bền

Sợi carbon chiếm ưu thế về độ bền kéo (4.000 7.0007.000 MPa so với 2.500 MP3.500 MPa), nhưng Aramid bổ sung khả năng chống gãy. Các cân bằng lai cả hai, cung cấp 3.000 cường độ 4.500 MPa.

Tính linh hoạt và sức cản tác động

Sợi Aramid hấp thụ năng lượng động học tốt hơn, làm cho các giống lai lý tưởng cho áo chống đạn. Sợi carbon, trong khi cứng, có thể vỡ dưới những tác động đột ngột.

Cách lựa chọn giữa các loại vải hỗn hợp aramid và carbon

Các yếu tố để xem xét

• Trị giá : Các giống lai aramid-carbon đắt hơn aramid nguyên chất nhưng rẻ hơn so với vải carbon cao cấp.
• Môi trường : Đối với các thiết lập nhiệt cao, khả năng chống ngọn lửa của Aramid là rất quan trọng. Đối với độ cứng cấu trúc, carbon thống trị.

Khuyến nghị cụ thể của ngành

• Ô tô : Sử dụng lai cho các bảng chống va chạm.
• Hàng hải : Lựa chọn hỗn hợp nặng carbon cho khả năng chống ăn mòn nước mặn.

Vải aramid-carbon Các ứng dụng trong bảo vệ đạn đạo

Sử dụng quân sự và quốc phòng

Các đặc tính hấp thụ năng lượng của vải làm cho nó trở thành một mặt hàng chủ lực trong áo giáp và áo giáp xe. Không giống như carbon thuần túy, các giống lai ngăn chặn sự phát ra (sự phân mảnh khi tác động).

Đổi mới thiết bị bảo vệ dân sự

Mũ bảo hiểm và khiên Riot ngày càng sử dụng các hỗn hợp aramid-carbon để kết hợp sự thoải mái nhẹ với mức độ bảo vệ cao.