Aðaltegundir trefja sem notaðar eru í há-samsett efni
1. Glertrefjar (trefjagler)
Það eru margar mismunandi afbrigði af trefjagleri, en fyrir samsett efni eru tvö algengust. E-glertrefjar eru staðlaðar tegundir í næstum öllum trefjagleri-styrktum vörum, en S-glertrefjar (einnig þekkt sem R-gler eða T-glertrefjar) hafa umtalsvert betri togstyrk. S-glertrefjar eru venjulega minni en E-glertrefjar, hafa betri viðloðun í plastefninu og höggafköst eru betri. En það kostar miklu meira. S-2 glertrefjar eru meiri-styrktar auglýsingar S-glertrefjar, sem hafa tvöfalt meiri togstyrk en dæmigerður E-glertrefjar og hefur einnig um 10-20% meiri stífleika. En fyrir næstum öll forrit dugar E-gler trefjar.
Trefjagler er búið til með því að pressa bráðnar (1700 gráður) steinefnaafurðir (kísil, ál og kalsíumoxíð osfrv.) í gegnum göt með litlum þvermál. Venjulega eru E-glertrefjar um 10-25 míkron í þvermál, sem gerir þær stærri en koltrefjar.
2. Koltrefjar
Koltrefjar eru til í mörgum afbrigðum, með mismunandi vélrænni eiginleika og kostnað. Koltrefjarnar eru ekki pressaðar beint úr bráðnu efninu heldur eru þær gerðar með hitameðhöndlun forefnistrefjanna, þar á meðal for-oxun í andrúmslofti í lofti og kolsýring í óvirku andrúmslofti. Undir spennu jafnast kolefnisbyggingin innan trefjanna saman, sem hjálpar til við að hámarka togstyrk og stífleika.
Algengasta undanfari kolefnistrefja er pólýakrýlonítríl (PAN) trefjar. Sem stendur eru algengustu staðall og miðlungs stuðull kolefnistrefjar byggðar á PAN forvera. Stuðull koltrefja sem framleiddur er af malbiks (pitch) forverakerfinu er venjulega hærri. Ein koltrefjar eru venjulega minni en glertrefjar, aðeins 5 míkron í þvermál. Modulus koltrefjar eru oft flokkaðar með Standard modulus, Intermediate modulus (IM), High modulus (HM) og Ultra-high modulus koltrefjar.
Aðrar sérstyrktar trefjar í iðnaði
Fyrir utan hefðbundið gler og kolefni krefjast sérhæfð forrit einstaka trefjaarkitektúr:
- Kevlar Aramid trefjar:Tilbúið aramíð trefjar þróað af DuPont. Aðrar aramíðtrefjar í atvinnuskyni eru Twaron, Technora og Nomex. Sem styrkingartrefjar fyrir samsett efni eru aramíðtrefjar aðallega notaðar til notkunar með háan togstyrk og gata, slit og brotþol. Þau eru oft notuð ásamt koltrefjum eða glertrefjum.
- Basalt trefjar:Framleitt með því að nota bræðslu- og útpressunarferli svipað og glertrefjum. Togstyrkur þess og stuðull er aðeins hærri en E-glertrefjar en minni en koltrefjar. Þéttleikinn er svipaður og í E-glertrefjum. Verðið er á milli E-glertrefja og koltrefja.
- Ofur-pólýetýlen með miklum mólþunga:Bæði Dyneema og Spectra eru trefjar úr ofur-háttar mólþunga pólýetýleni (UHMWPE) eða háum stuðul pólýetýleni (HMPE) pressuðu þráði. UHMWPE er harðgert, endingargott og oft blandað með koltrefjum til að auka hörku samsetta og frásog orku.
- Pólýprópýlen með mikla mólþunga:Innegra er trefjar úr pólýprópýleni með miklum mólþunga (HMPP). Þótt Innegra sé ekki eins sterkt og Kevlar eða Dyneema, þá er Innegra sterkt og þolir högg og brot með lægri kostnaði.
- Plöntu trefjar:Elstu styrkingartrefjar eru viðar- og plöntutrefjar (eins og hör og júta). Þrátt fyrir að bjóða upp á vistfræðilegan ávinning berjast plöntutrefjar við frásog raka og sýna meira úrval af vélrænni ósamræmi samanborið við hannað E-gler.
- Keramik trefjar:Notað í keramik fylkissamsetningar (CMC) fyrir mjög háa-hitaþol. Bórtrefjar sem ekki eru -oxíð búa yfir ótrúlegum þjöppunarstyrk en kísilkarbíðtrefjar (SiC) bjóða upp á mikla hörku.
Að breyta hráum trefjum í byggingarlausnir: LFT munurinn
Einfaldlega að blanda hráum trefjum við plast er ekki nóg fyrir þunga- burðarvirki. Stöðluð stutt-trefjasambönd nota saxaðar trefjar undir 1 mm, sem virka sem agnir fylliefni en skila ekki vélrænni streitu á skilvirkan hátt. Þetta er þarLangtrefja hitauppstreymi (LFT/LFRT)orðið ómissandi.
Með því að nota samfellda pultrusion blanda tækni, LFT-G®stillir saman E-glertrefjum eða PAN koltrefjum innan fjölliða fylkja (eins og PP, PA6, PA12, PPS, PEEK). Í lokasprautu-mótahlutanum halda þessar trefjar 10-12 mm lengd og mynda3D samtengd beinagrind net. Þessi innri beinagrind bætir verulega:
- Höggþol:Dregur í sig vélrænt högg og kemur í veg fyrir sprunguútbreiðslu.
- Stöðugleiki í stærð:Dregur úr rýrnun myglu og kemur í veg fyrir skekkju.
- Málmskipti:Kemur í stað þungra íhluta úr áli og stáli og dregur úr þyngd hluta um allt að 50%.
