Основное преимущество стеклопластиковых изделий состоит в отсутствии сварных швов, которые являются самыми уязвимыми местами.
Стеклопластик+ аллюминий Аллюминий армированный стеклом. Чередуются слои аллюминия и стекловолокна.(Алюаз) Сравнение удельного веса армирующих волокон и разрывной прочности.
|
Стекловолокно
Стекловолокно дешевый для работы материал, но вместе с тем разнообразный по качеству. Можно найти как высококачественные детали, сделанные из стекловолокна, так настоящее барахло. Причиной этого служит его простое использование в работе. Стекловолокно - наименее прочный материал, склонный к трещинам. Однако, легко поддающийся восстановлению с помощью стандартных ремонтных комплектов. Правда, после этого безусловно требует покраску.
Самый распространенный и как следствие, самый дешевый из композитных материалов. Несмотря на свою дешевизну хороший стеклопластик обладает практически такими же прочностными свойствами как и карбон или кевлар только примерно на 50 - 70% тяжелее их. Удельная масса формованного стекловолокна около 2.5 кг на дм3, удельная прочность превосходит прочные сорта сталей в 1.5 2 раза. Стекловолокно встречается как в виде простых однонаправленных волокон, так и в стеклотканях. Стеклоткани имеют различные плетения с различной прочностью в перпендикулярных плоскостях. Также выпускают различные виды стеклохолстов и стекломатов, в которых волокна имеют хаотичное прессованное расположение, либо рубленных волокон, либо образованных одной непрерывной прессованной нитью.
Из стеклопластиков производят следующие изделия: оконные и другие профили, бассейны, купели, водные аттракционы, лодки, каноэ, таксофонные кабины, кузовные панели и обвесы для грузовых и легковых автомобилей, электронепроводящие лестницы и штанги для работ в опасной близости от конструкций под напряжением.
Очень удобно, что стеклопластик можно производить любой формы, цвета и толщины.
Стеклопластики - один из наиболее широко применяемых видов композиционных материалов. Из стеклопластиков в частности изготовливают трубы, выдерживающие большое гидравлическое давление и не подвергающиеся коррозии, корпуса ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ) , лодки, корпуса маломерных судов и многое другое. В США начало широкого применения конструкционных стеклопластиков было инициировано осуществлением программы "Поларис" во второй проловине 1950-х годов - программы создания первой твердотопливной ракеты ВМФ США для подводного старта.
Трубы и трубчатые конструкции получают намоткой пропитанного связующем (смола + отвердитель + модифицирующие добавки) стекловолокна на вращающуюся оправку (чаще всего стальную) с последующим отверждением и распрессовкой (снятием намотанной трубы со стальной оправки) . Если диаметр трубы большой, то технически и экономически целесообразно использовать стеклопластиковую оправку.
Стойкость к действию химикатов и эксплуатационные показатели стеклопластика продемонстрированы за прошедшие 60 лет с успешным использованием разнообразных изделий из композитов в сотнях различных химических средах. Практический опыт был дополнен систематической оценкой соединений, подвергнутых большому количеству химических сред в лабораторных условиях.
При производстве стеклоткани используется парафин и если формовать ее в таком виде, то хороших прочностных характеристик вам не видать. Поэтому стекловолокно необходимо отжечь до полного удаления парафина в муфельной печи, либо приобретать уже отожженную "стеклоткань для эпоксидной смолы". Что настоятельно рекомендуется.
Стоимость 1 кг стекловолокна в зависимости от толщины и плетения изделия варьируется от 500 до 5000 руб. Более дорогими получаются очень тонкие листы, так как они продаются погонными метрами и чтоб купить килограмм стеклоткани толщиной 0.02 мм придется отмотать 50 погонных метров ткани.
Карбон, графит или углепластик считается более современным и лучшим материалом для изготовления чем стекловолкно. Карбоновые изделия имеют вес меньший, чем у стекловолоконных своих собратьев, кроме этого к достоинствам карбоновых удилищ можно отнести хорошую чувствительность и достаточную прочность. (т.е. больше гнется быстрее распрямляется).
Кевлар – Kevlar
Прочность на разрыв у кевлара 270-540 кг/мм2, а у современных углепластиков - до до 900 кг/мм2, так что углепластик тут вне конкуренции
А вот если на удар - то карбон хрупок, ударная вязкось всего 35-40 Дж/г, даже у стеклопластиков выше.. . А у кевлара - 78
Правда сейчас появились разработки углепластиков, армированных нанотрубками, вот они - прочнее всего на удар, вязкость до 870 Дж/г (!!) Если, конечно, разработчики не врут.
Кевлар главным образом известен своим использованием в пуленепробиваемых жилетах. Он обладает удивительными свойствами. Кевлар сохраняет прочность и эластичность при низких температурах, более того, при низких температурах он даже становится чуть прочнее. Это еще не карбон, но уже не стеклопластик. Бампера из этого материала обладают повышенной деструктивной способностью.
Пара-арамидное волокно желтоватого цвета, обладающее очень высокой прочностью. Прочность на разрыв до 360 килограмм на миллимметр квадратный. Искусственный аналог приближенный к паутине, или хотя бы созданный при попытках воспроизвести подобный материал. Прочность на разрыв в 3 раза выше прочной стали при той же толщине. Но удельный вес стали в пять раз выше, следовательно при одном и том же весе материалов, кевлар будет в 15 раз прочнее. Спектр применения очень велик. Волокна применяются для армирования резины в автомобильных покрышках, армирование электро-кабелей. Отдельными нитями усиливают ткани различной спец одежды, кевларовые ткани применяются в использовании бронежилетов. Кевларовые перчатки защищают руки от повышенных температур и повреждений острыми предметами. В качестве композитных материалов кевларовые волокна применяют в основном в смеси с другими материалами: угле и стекловолокном. Прочность кевлара на растяжение в 3 раза выше чем у стекловолокна но при этом он в два раза легче. Кевлар продается в нитях, тканях, лентах и цена за килограм примерно такая же как и у карбона около 5000 руб за килограмм. Расброс цен здесь гораздо выше, так как кевлар используется не только в качестве композиционных материалов, ткани и ленты имеют цену еще и как изделие, а не только как сырье. Например баллистические ткани для бронежилетов.