Pa ddeunydd sy'n well, ffibr carbon, ffibr gwydr neu aramid?
Gellir gweld gwahaniaethau sylweddol yn y tri ffibr wrth gymharu dwysedd y tri deunydd. Os gwnewch 3 sampl o'r un maint a phwysau yn union, daw'n amlwg yn gyflym fod ffibr Kevlar® yn llawer ysgafnach, ac yna ffibr carbon, a ffibr E-wydr yw'r trymaf.
Felly, ar gyfer yr un pwysau o ddeunydd cyfansawdd, gall ffibr carbon neu Kevlar® gyflawni cryfder uwch. Mewn geiriau eraill, bydd unrhyw strwythur sydd angen cryfder penodol wedi'i wneud â ffibr carbon neu gyfansoddion Kevlar® yn llai neu'n deneuach na strwythur wedi'i wneud â gwydr ffibr.
Pan wnaed samplau a'u profi, canfuwyd bod y cyfansawdd gwydr ffibr bron ddwywaith mor drwm â Kevlar® neu laminiadau ffibr carbon. Mae hyn yn golygu y gall defnyddio Kevlar® neu ffibr carbon arbed llawer o bwysau.
Mae modwlws Young yn fesur o anystwythder defnydd elastig ac mae'n ffordd o ddisgrifio defnydd. Fe'i diffinnir fel y gymhareb o straen uniaxial (mewn un cyfeiriad) i straen uniaxial (anffurfiad i'r un cyfeiriad). Mae modwlws Young=straen/straen, sy'n golygu bod deunydd gyda modwlws Young uchel yn galetach na deunydd gyda modwlws Young is.
Mae ffibr carbon, Kevlar® a gwydr ffibr yn amrywio'n fawr o ran anystwythder. Mae ffibr carbon tua dwywaith mor stiff â ffibr aramid a phum gwaith yn llymach na ffibr gwydr. Yr anfantais i anystwythder uwch ffibr carbon yw ei fod yn tueddu i fod yn fwy brau. Pan fydd yn methu, mae'n tueddu i beidio â dangos llawer o straen neu anffurfiad.
3. Fflamadwyedd a diraddio thermol
Mae Kevlar® a ffibr carbon yn gallu gwrthsefyll tymereddau uchel, ac nid oes pwynt toddi ychwaith. Mae'r ddau ddeunydd wedi'u defnyddio mewn dillad amddiffynnol a ffabrigau sy'n gwrthsefyll tân. Bydd gwydr ffibr yn toddi yn y pen draw ond mae hefyd yn gallu gwrthsefyll tymereddau uchel yn fawr. Wrth gwrs, mae defnyddio gwydr ffibr barugog mewn adeiladau hefyd yn gwella ymwrthedd tân.
Defnyddir ffibr carbon a Kevlar® i wneud blancedi neu ddillad ymladd tân neu weldio amddiffynnol. Defnyddir menig Kevlar yn gyffredin yn y diwydiant cig i amddiffyn dwylo wrth ddefnyddio cyllyll. Gan mai anaml y defnyddir ffibrau ar eu pen eu hunain, mae ymwrthedd gwres y matrics (epocsi fel arfer) hefyd yn bwysig. Mae resinau epocsi yn meddalu'n gyflym pan fyddant yn agored i wres.
4. Dargludedd
Mae ffibr carbon yn dargludo trydan, ond nid yw Kevlar® a gwydr ffibr yn ei wneud. Defnyddir Kevlar® ar gyfer gwifrau guy mewn tyrau trawsyrru. Er nad yw'n dargludo trydan, mae'n amsugno dŵr, ac mae dŵr yn dargludo trydan. Felly, mewn cymwysiadau o'r fath, rhaid gosod gorchudd gwrth-ddŵr ar ben Kevlar.
Oherwydd bod ffibr carbon yn dargludo trydan, mae cyrydiad galfanig yn dod yn broblem pan ddaw i gysylltiad â rhannau metel eraill.
5. diraddio UV
Bydd ffibrau aramid yn diraddio mewn golau haul ac amgylcheddau UV uchel. Nid yw ffibrau carbon neu wydr yn sensitif iawn i ymbelydredd UV. Fodd bynnag, bydd rhai swbstradau a ddefnyddir yn gyffredin fel resin epocsi yn gwyngalchu ac yn colli cryfder os cânt eu gadael yng ngolau'r haul. Mae resinau ester polyester a finyl yn fwy ymwrthol i belydrau UV ond yn wannach na resin epocsi.
6. Gwrth-blinder
Os yw rhan yn cael ei phlygu a'i sythu dro ar ôl tro, bydd yn methu yn y pen draw oherwydd blinder. Mae ffibr carbon ychydig yn sensitif i flinder ac mae'n dueddol o fethu'n drychinebus, tra bod Kevlar® yn gallu gwrthsefyll blinder yn well. Mae gwydr ffibr rhywle yn y canol.
7. Gwisgwch ymwrthedd
Mae Kevlar® yn gallu gwrthsefyll crafiadau, sy'n ei gwneud hi'n anodd ei dorri. Un o ddefnyddiau cyffredin Kevlar® yw menig amddiffynnol mewn mannau lle gellir torri dwylo â gwydr neu lle defnyddir llafnau miniog. Mae ffibr carbon a gwydr ffibr yn llai gwrthsefyll.
8. ymwrthedd cemegol
Mae ffibrau aramid yn sensitif i asidau cryf, seiliau cryf a rhai asiantau ocsideiddio megis sodiwm hypoclorit, a all achosi diraddio ffibr. Ni ellir defnyddio canyddion clorin cyffredin (fel Clorox®) a hydrogen perocsid gyda Kevlar®, gellir defnyddio canyddion ocsigen (fel sodiwm perborate) heb niweidio ffibrau aramid.
Mae ffibrau carbon yn sefydlog iawn ac yn ansensitif i ddiraddiad cemegol. Fodd bynnag, bydd y matrics epocsi yn diraddio.
9. perfformiad bondio matrics
Er mwyn i ffibr carbon, Kevlar®, a gwydr berfformio'n optimaidd, rhaid eu dal yn eu lle mewn matrics, fel arfer epocsi. Felly, mae gallu resinau epocsi i fondio ynghyd â ffibrau amrywiol yn hollbwysig.
Mae ffibrau carbon a gwydr yn glynu at epocsi yn hawdd, ond nid yw'r bond ffibr-epocsi aramid mor gryf ag y dymunir, ac mae'r adlyniad llai hwn yn caniatáu i ddŵr dreiddio i mewn. O ganlyniad, mae ffibrau aramid yn tueddu i amsugno dŵr, sydd, ynghyd ag adlyniad llai na delfrydol i epocsi, yn golygu, os caiff wyneb y cyfansawdd Kevlar® ei niweidio a gall dŵr fynd i mewn, yna gall Kevlar® amsugno lleithder ar hyd y ffibrau, a gwanhau'r deunydd cyfansawdd.
