Materiale de ranforsare

Fibra textilă este termenul colectiv pentru fibrele fine filate din sticlă topită cu o secțiune transversală aproape rotundă. Sticla textilă este fabricată din sticlă E de înaltă calitate și, pentru aplicații speciale, și din sticlă R și sticlă C. Valorile relativ ridicate ale rezistenței și modulului de elasticitate sunt rezultatul legăturilor puternice dintre siliciu și oxigen într-o rețea spațială. Datorită structurii lor amorfe, fibrele de sticlă sunt izotrope, spre deosebire de fibrele de carbon sau aramidice.

După producție, pe fibra de sticlă proaspăt formată se aplică un încolțit. Aceasta leagă filamentele, protejează suprafața și acționează ca un agent de lipire pentru matrice.

Fibrele de carbon sau C constau în peste 90% carbon pur și au un diametru de 5-10 micrometri. PAN (fibre de poliacrilonitril), smoală sau celuloză sunt în general utilizate ca material de bază.

Proprietăți speciale

• rezistență ridicată până la aprox. 2.500°C
• foarte anizotropice
• dilatare termică negativă în direcția fibrelor
• conductiv termic și electric
• compatibilitate fizică bună
• sensibil la îndoire și presiune
• foarte rezistent la coroziune
• foarte scumpe

După producție, fibrele C sunt tratate la suprafață. Suprafața este oxidată pentru a produce cât mai mulți oxizi de suprafață, care pot forma legături chimice cu sistemul matricei. Suprafața fibrelor primește un finisaj fibros imediat după pretratare. Aceasta este o substanță care împiedică inițial acumularea de apă pe suprafața activă și conține grupele funcționale pentru legarea la sistemul matricei.

Fibrele aramidice (Kevlar) sunt polimeri organici liniari, cu rezistență și rigiditate ridicate. Ca și fibrele C, fibrele aramidice au un coeficient negativ de dilatare termică datorită orientării moleculare ridicate (efect entropic).

Proprietăți speciale

• cea mai ușoară fibră de armare
• foarte sensibilă la presiune
• foarte anizotropică
• absorbție ridicată a umidității
• sensibilitate la UV
• aderență slabă la matrice
• proprietăți slabe de prelucrare
• foarte costisitoare

Suprafața fibrei aramidice este inertă chimic și foarte netedă. Prin urmare, aderența chimică sau mecanică la matrice este în mare măsură exclusă. Acoperirea aplicată are aici doar o funcție de protecție.

Fibră de celuloză

Fibra de celuloză face parte din grupul fibrelor organice de armare. De obicei, este compusă din celuloză sulfită din lemn de fag sau din celuloză pură de bumbac.

La începuturile tehnologiei compozitelor din fibre, această fibră era utilizată pentru consolidarea rășinilor fenolice. Aceasta poate fi găsită și astăzi în produsele din hârtie fenolică.

Fibra PAN

Fibra de poliacrilonitril face parte din grupul fibrelor organice sintetice de armare. Fibra PAN este o fibră cu rezistență ridicată, cu o secțiune transversală în formă de rinichi. Este utilizată în principal ca material de înlocuire pentru produsele din azbociment și în garniturile de frână.

Fibră de polietilenă

Fibra de polietilenă face parte din grupul fibrelor organice sintetice de armare.

Fibra PE constă din PE UHMW foarte întins. Punctul său de topire este de aproximativ 150°C și are tendința de a se strecura. Cu toate acestea, are o capacitate ridicată de absorbție a energiei de impact și este utilizată de preferință ca material hibrid (în combinație cu alte fibre de armare).

Fibre ceramice

Fibrele ceramice fac parte din grupul fibrelor anorganice sintetice de armare. Fibrele ceramice sunt utilizate pentru armarea materialelor metalice

Fibra de lemn

Fibrele de lemn fac parte din grupul fibrelor organice naturale de întărire.

Făinurile de lemn utilizate pentru consolidarea compușilor de turnare fenol-formaldehidă și melamină-formaldehidă sunt, de obicei, fibre de lemn fin tocate din lemn de molid sau fag.

Fibre de poliester (PET)

Fibrele de poliester fac parte din grupul fibrelor de armare organico-sintetice și sunt utilizate în principal pentru textile. Rezistența la tracțiune corespunde aproximativ cu cea a fibrelor de poliamidă, dar depășește rezistența la impact a majorității fibrelor sintetice. Atunci când sunt combinate cu fibre de sticlă în materiale compozite, acestea conduc la o îmbunătățire a rezistenței la impact.

Fibră de azbest

Fibra de azbest face parte din grupul fibrelor anorganice naturale de armare.

Azbestul este cel mai vechi material fibros anorganic și a fost obținut din depozite minerale naturale (silicați hidratați de Mg și Na). Acestea nu mai sunt utilizate în prezent din motive cunoscute și sunt înlocuite.

Fibre metalice

Fibrele metalice fac parte din grupul fibrelor anorganice sintetice de armare. Fibrele metalice pot fi fabricate din oțel, alamă, bronz, cupru, aluminiu, argint, aur și platină. Fibrele metalice sunt utilizate pentru armarea materialelor metalice.

Fibra Sisal

Fibra de sisal face parte din grupul fibrelor de armare organice naturale.

Cu toate acestea, în ciuda prețului său mai scăzut în comparație cu fibra de sticlă, nu a reușit să se impună.

Abia atunci când s-a căutat un material de înlocuire a azbestului pentru fabricarea garniturilor de frână, sisalul a revenit în atenție.

Fibră de poliamidă

Fibrele de poliamidă fac parte din grupul fibrelor organice sintetice de armare.

Cele mai importante fibre de poliamidă din punct de vedere tehnic sunt cele pe bază de PA 66 și PA 6, care îmbunătățesc în special elasticitatea și rezistența la urmărire.

Fibră de bor

Fibra de bor face parte din grupul fibrelor anorganice sintetice de întărire.

Fibra de bor este fabricată prin procedeul de ceruire. Tungstenul este utilizat ca substrat. O sârmă subțire de tungsten este încălzită electric, iar borul precipită din faza gazoasă.

Fibrele de bor sunt utilizate pentru consolidarea materialelor metalice.

Whisker

Whiskers fac parte din grupul materialelor anorganice sintetice de ranforsare. Whiskers sunt fibre anorganice monocristaline produse sintetic. Dacă este posibilă orientarea acestei fibre cu o topitură, se obține un material compozit cu o rezistență enormă.