Укрепващи материали

Текстилно влакно е събирателен термин за фини влакна, изпредени от разтопено стъкло с почти кръгло напречно сечение. Текстилното стъкло се произвежда от висококачествено Е-стъкло, а за специални приложения - и от R-стъкло и С-стъкло. Сравнително високите стойности на якостта и модула на еластичност са резултат от силните връзки между силиция и кислорода в пространствена мрежа. Благодарение на аморфната си структура стъклените влакна са изотропни за разлика от въглеродните или арамидните влакна.

След производството върху прясно образуваното стъклено влакно се нанася оразмеряване. То свързва нишките, предпазва повърхността и действа като свързващо вещество за матрицата.

Въглеродните или С-влакна се състоят от над 90 % чист въглерод и имат диаметър 5-10 микрометра. Като изходен материал обикновено се използват PAN (полиакрилонитрилни влакна), смола или целулоза.

Специални свойства

• Висока якост до около 2500°C
• много анизотропни
• отрицателно термично разширение по посока на влакната
• топло- и електропроводимост
• добра физическа съвместимост
• чувствителен към огъване и натиск
• много устойчив на корозия
• много скъп

След производството C-влакната се обработват повърхностно. Повърхността се окислява, за да се получат възможно най-много повърхностни оксиди, които могат да образуват химически връзки с матричната система. Веднага след предварителната обработка повърхността на влакната се покрива с фибри. Това е вещество, което първоначално предотвратява натрупването на вода върху активната повърхност и съдържа функционални групи за свързване с матричната система.

Арамидните влакна (кевлар) са линейни органични полимери с висока якост и твърдост. Подобно на C-влакната, арамидните влакна имат отрицателен коефициент на термично разширение поради високата си молекулна ориентация (ентропиен ефект).

Специални свойства

• най-лекото армиращо влакно
• много чувствителни към натиск
• Силно анизотропни
• висока абсорбция на влага
• Чувствителност към ултравиолетовите лъчи
• слабо сцепление с матрицата
• лоши свойства за обработка
• много скъп

Повърхността на арамидното влакно е химически инертна и много гладка. Поради това химическото или механичното сцепление с матрицата е до голяма степен изключено. Нанесеното покритие тук има само защитна функция.

Целулозни влакна

Целулозното влакно принадлежи към групата на органичните армиращи влакна. Обикновено се състои от сулфитна целулоза от букова дървесина или чиста памучна целулоза.

В началото на технологията на влакнестите композити това влакно е използвано за армиране на фенолни смоли. То все още може да бъде открито в продуктите от фенолна хартия днес.

Пан фибри

Полиакрилонитрилното влакно принадлежи към групата на синтетичните органични армиращи влакна. ПАН влакното е високоякостно влакно с бъбрековидно напречно сечение. То се използва главно като материал за заместване на азбестоциментови продукти и в спирачни накладки.

Полиетиленово влакно

Полиетиленовото влакно принадлежи към групата на синтетичните органични армиращи влакна.

Полиетиленовото влакно се състои от силно разтеглен UHMW PE. Точката му на топене е около 150 °C и има склонност към пълзене. Въпреки това то има висока способност за абсорбиране на енергията на удара и за предпочитане е да се използва като хибриден материал (в комбинация с други армиращи влакна).

Керамично влакно

Керамичните влакна принадлежат към групата на синтетичните неорганични подсилващи влакна. Керамичните влакна се използват за подсилване на метални материали

Дървесни влакна

Дървесните влакна принадлежат към групата на естествените органични армиращи влакна.

Дървесните влакна, използвани за армиране на фенолформалдехидни и меламино-формалдехидни формовъчни смеси, обикновено са ситно нарязани дървесни влакна, произведени от смърчова или букова дървесина.

Полиестерни влакна (PET)

Полиестерните влакна принадлежат към групата на органично-синтетичните армиращи влакна. Те се използват главно за текстил. Якостта на опън съответства приблизително на тази на полиамидните влакна, но превишава якостта на удар на повечето синтетични влакна. Когато се комбинират със стъклени влакна в композитни материали, това води до подобряване на ударната якост.

Азбестово влакно

Азбестовото влакно принадлежи към групата на неорганичните естествени армиращи влакна.

Азбестът е най-старият неорганичен влакнест материал и е получен от естествени минерални находища (хидратирани Mg и Na силикати). Днес те вече не се използват по известни причини и се заместват с други.

Метални влакна

Металните влакна принадлежат към групата на синтетичните неорганични армиращи влакна. Металните влакна могат да бъдат изработени от стомана, месинг, бронз, мед, алуминий, сребро, злато и платина. Металните влакна се използват за подсилване на метални материали.

Сизалови влакна

Сизаловите влакна принадлежат към групата на естествените органични армиращи влакна.

Въпреки по-ниската си цена в сравнение със стъклените влакна обаче то не успява да се наложи.

Едва когато се търси заместител на азбеста при производството на спирачни накладки, сезалът отново става популярен.

Полиамидно влакно

Полиамидните влакна принадлежат към групата на синтетичните органични армиращи влакна.

Най-важните от техническа гледна точка полиамидни влакна са на базата на PA 66 и PA 6, които подобряват по-специално еластичността и устойчивостта на слепване.

Борови влакна

Боровите влакна принадлежат към групата на синтетичните неорганични армиращи влакна.

Боровите влакна се произвеждат по метода на восъкоотделяне. За основа се използва волфрам. Тънка волфрамова тел се нагрява електрически и борът се утаява от газовата фаза.

Влакната от бор се използват за подсилване на метални материали.

Whisker

Whiskers принадлежи към групата на синтетичните неорганични армиращи материали. Whiskers са синтетично произведени монокристални неорганични влакна. Ако е възможно това влакно да се ориентира с помощта на стопилка, се получава композитен материал с огромна якост.