Kain campuran aramid-karbon: properti, manfaat, dan aplikasi utama

Memahami Kain campuran aramid-karbon Properti dan penggunaan

Kain campuran aramid-karbon adalah bahan komposit berkinerja tinggi yang menggabungkan serat aramid (dikenal karena ketangguhan) dan serat karbon (terkenal karena kekakuan). Hibrida ini menawarkan keseimbangan properti yang unik, membuatnya cocok untuk aplikasi yang menuntut.

Komposisi dan proses pembuatan

Kain ini ditenun dengan interlacing aramid (mis., Para-aramid) dan serat karbon dalam rasio spesifik. Prosesnya melibatkan:

• Teknik tenun : Polos, twill, atau satin tenun mengoptimalkan rasio kekuatan-ke-berat.
• Infus resin : Epoksi atau resin termoplastik mengikat serat untuk peningkatan daya tahan.

Sifat fisik dan mekanik utama

Campuran ini unggul dalam aplikasi yang membutuhkan penyerapan dampak (aramid) dan kekakuan (karbon).

Kain tenunan serat karbon campuran karbon merah/hitam

Manfaat kain hibrida aramid-karbon dalam ruang angkasa

Industri dirgantara memprioritaskan bahan yang mengurangi berat badan tanpa mengorbankan keamanan.

Pengurangan berat badan dan efisiensi bahan bakar

Kain hibrida rendah (1,4-1,6 g/cm³) memotong berat pesawat, meningkatkan efisiensi bahan bakar. Misalnya, mengganti komponen aluminium dengan komposit aramid-karbon dapat mengurangi berat badan sebesar 20-30%.

Resistensi termal dan kimia

Serat aramid menahan api (hingga 500 ° C), sementara serat karbon tahan terhadap lingkungan korosif. Resistensi ganda ini sangat penting untuk komponen mesin dan lapisan badan pesawat.

Kain Serat Karbon Aramid vs: Perbandingan Kekuatan dan Kinerja

Memilih antara kain aramid, karbon, atau hibrida tergantung pada kebutuhan proyek.

Kekuatan dan daya tahan tarik

Serat karbon mendominasi dalam kekuatan tarik (4.000-7.000 MPa vs 2.500-3.500 MPa), tetapi Aramid menambah resistensi fraktur. Hibrida menyeimbangkan keduanya, menawarkan 3.000–4.500 kekuatan tarik MPa.

Fleksibilitas dan resistensi dampak

Serat aramid menyerap energi kinetik lebih baik, membuat hibrida ideal untuk rompi anti peluru. Serat karbon, sementara kaku, dapat pecah di bawah dampak mendadak.

Cara Memilih Antara Aramid dan Kain Campuran Karbon

Faktor yang perlu dipertimbangkan

• Biaya : Hibrida aramid-karbon lebih mahal daripada aramid murni tetapi lebih murah daripada kain karbon kelas atas.
• Lingkungan : Untuk pengaturan panas tinggi, ketahanan api Aramid sangat penting. Untuk kekakuan struktural, karbon mendominasi.

Rekomendasi khusus industri

• Otomotif : Gunakan hibrida untuk panel tahan tabrakan.
• Laut : Memilih campuran karbon-berat untuk ketahanan korosi air asin.

Kain aramid-karbon Aplikasi dalam Perlindungan Balistik

Penggunaan Militer dan Pertahanan

Sifat penyerap energi kain menjadikannya bahan pokok baju besi dan baju besi kendaraan. Tidak seperti karbon murni, hibrida mencegah spalling (fragmentasi atas dampak).

Inovasi Perlindungan Perlindungan Sipil

Helm dan perisai kerusuhan semakin menggunakan campuran aramid-karbon untuk menggabungkan kenyamanan ringan dengan tingkat perlindungan tinggi.