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1. Résistance à la traction
La résistance à la traction est la contrainte maximale qu'un matériau peut supporter avant de se déformer. Certains matériaux non fragiles se déforment avant de se rompre, maisfibres de Kevlar® (aramide)Les fibres de carbone et les fibres de verre E sont fragiles et se rompent même sous une faible déformation. La résistance à la traction se mesure en force par unité de surface (Pa ou Pascals).

2. Rapport densité/poids
En comparant les densités des trois matériaux, on observe des différences significatives entre les trois fibres. Si l'on fabrique trois échantillons de taille et de poids identiques, il apparaît clairement que les fibres de Kevlar® sont beaucoup plus légères, les fibres de carbone arrivant juste derrière.Fibres de verre Ele plus lourd.

3. Module de Young
Le module de Young est une mesure de la rigidité d'un matériau élastique et permet de le décrire. Il est défini comme le rapport entre la contrainte uniaxiale (dans une seule direction) et la déformation uniaxiale (dans la même direction). Module de Young = contrainte/déformation, ce qui signifie que les matériaux ayant un module de Young élevé sont plus rigides que ceux ayant un module de Young faible.
La rigidité des fibres de carbone, du Kevlar® et des fibres de verre varie considérablement. Les fibres de carbone sont environ deux fois plus rigides que les fibres d'aramide et cinq fois plus rigides que les fibres de verre. En contrepartie de cette excellente rigidité, les fibres de carbone sont généralement plus fragiles. En cas de rupture, elles ont tendance à ne pas se déformer de manière significative.

4. Inflammabilité et dégradation thermique
Le Kevlar® et la fibre de carbone résistent tous deux aux hautes températures et n'ont pas de point de fusion. Ces deux matériaux sont utilisés dans la fabrication de vêtements de protection et de tissus ignifuges. La fibre de verre finit par fondre, mais elle est également très résistante aux hautes températures. Par ailleurs, les fibres de verre dépolies utilisées dans le bâtiment peuvent aussi améliorer la résistance au feu.
La fibre de carbone et le Kevlar® servent à fabriquer des couvertures ou des vêtements de protection pour la lutte contre l'incendie ou le soudage. Les gants en Kevlar sont fréquemment utilisés dans l'industrie de la viande pour protéger les mains lors de la manipulation de couteaux. Comme les fibres sont rarement utilisées seules, la résistance à la chaleur de la matrice (généralement de l'époxy) est également importante. Sous l'effet de la chaleur, la résine époxy ramollit rapidement.

5. Conductivité électrique
La fibre de carbone conduit l'électricité, mais le Kevlar® etfibre de verreNe le faites pas. Le Kevlar® est utilisé pour le tirage des câbles dans les pylônes de transport d'électricité. Bien qu'il ne soit pas conducteur d'électricité, il absorbe l'eau, et l'eau est conductrice d'électricité. Par conséquent, un revêtement imperméable doit être appliqué au Kevlar® dans ce type d'applications.

6. Dégradation par les UV
Fibres d'aramideIls se dégradent sous l'effet du soleil et des UV. Les fibres de carbone ou de verre sont peu sensibles aux rayons UV. Cependant, certaines matrices courantes, comme les résines époxy, sont exposées au soleil, où elles blanchissent et perdent de leur résistance. Les résines polyester et vinylester sont plus résistantes aux UV, mais moins robustes que les résines époxy.

7. Résistance à la fatigue
Si une pièce est pliée et redressée de manière répétée, elle finira par céder sous l'effet de la fatigue.fibre de carboneIl est assez sensible à la fatigue et a tendance à se rompre de façon catastrophique, tandis que le Kevlar® est plus résistant à la fatigue. La fibre de verre se situe entre les deux.

8. Résistance à l'abrasion
Le Kevlar® est extrêmement résistant à l'abrasion, ce qui le rend difficile à couper. Il est notamment utilisé pour la fabrication de gants de protection dans les environnements où les mains risquent d'être coupées par du verre ou des lames tranchantes. Les fibres de carbone et de verre sont moins résistantes.

9. Résistance chimique
Fibres d'aramideLes fibres d'aramide sont sensibles aux acides et bases forts, ainsi qu'à certains agents oxydants (par exemple, l'hypochlorite de sodium), qui peuvent les dégrader. L'eau de Javel ordinaire (par exemple, Clorox®) et le peroxyde d'hydrogène ne doivent pas être utilisés avec le Kevlar®. L'eau de Javel oxygénée (par exemple, le perborate de sodium) peut être utilisée sans endommager les fibres d'aramide.

10. Propriétés d'adhérence corporelle
Pour que les fibres de carbone, le Kevlar® et le verre offrent des performances optimales, elles doivent être maintenues en place dans la matrice (généralement une résine époxy). Par conséquent, l'adhérence de l'époxy aux différentes fibres est essentielle.
Le carbone etfibres de verreBien que les fibres d'aramide adhèrent facilement à l'époxy, la liaison entre ces fibres et l'époxy n'est pas aussi forte qu'escompté, et cette faible adhérence favorise la pénétration de l'eau. Par conséquent, la facilité avec laquelle les fibres d'aramide absorbent l'eau, combinée à leur faible adhérence à l'époxy, signifie que si la surface du composite Kevlar® est endommagée et que de l'eau s'infiltre, le Kevlar® peut absorber l'eau le long des fibres et fragiliser le composite.

11. Couleur et tissage
L'aramide est naturellement doré clair, mais elle peut être colorée et se décline aujourd'hui dans de nombreuses teintes attrayantes. La fibre de verre existe également en versions colorées.fibre de carboneIl est toujours noir et peut être mélangé avec de l'aramide coloré, mais il ne peut pas être coloré lui-même.

Propriétés des matériaux en fibres renforcées : avantages et inconvénients du Kevlar, des fibres de carbone et des fibres de verre


Date de publication : 7 août 2024