Szklane czy węglowe włókna w kompozytach polimerowych

• Autorzy: Leda H.

Warianty tytułu

EN

Glass or carbon fibres in polymer matrix composites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł został podzielony na dwie części - zaprezentowano ogólny przegląd wiadomości oraz wyniki badań własnych dotyczących kompozytów umocnionych włóknami węglowymi lub szklanymi. W pierwszej części wprowadzającej omówiono popularne opinie spotykane w mediach, w których przedstawia się zalety włókien węglowych do materiałów kosmicznych i prezentowane z tego powodu znacznie częściej aniżeli włókna szklane. Następnie omówiono fizykochemiczne podstawy uzyskiwania przez włókna węglowe tak dobrych właściwości, dzięki czemu znajdują również zastosowania w obszarach innych aniżeli kosmiczne czy militarne. W dalszej części rozdziału wprowadzającego przedstawiono bardziej znane argumenty przemawiające za stosowaniem włókien szklanych do umacniania kompozytów, jak np. niski koszt i brak przewodzenia prądu elektrycznego. W części końcowej rozdziału wprowadzającego zamieszczono zebrane informacje o włóknach węglowych i szklanych obecnych w kilkuset artykułach w wiodących czasopismach o tematyce kompozytowej oraz w polskich książkach traktujących o kompozytach. W części drugiej podano wyniki badań własnych nad kompozytami polimerowymi umocnionymi włóknami węglowymi lub szklanymi. W pierwszym podrozdziale przedstawiono wyniki pomiarów ściskania osiowego kompozytowych wyrobów rurkowych, np. tyczek sportowych, wędek i masztów surfingowych ze szczególnym uwzględnieniem roli włókien węglowych i szklanych w kształtowaniu się wyników pomiarów. Podano również wyniki ściskania osiowego grubościennych próbek kompozytowych po długim kontakcie z gorącą parą wodną. Trzecia część rozdziału 2 przedstawia wyniki różnych prób zginania oraz wskazania odnośnie do wyboru właściwych par żywica/włókna dla uzyskania najwyższych wartości wytrzymałości na zginanie. W kolejnej części omówiono wyniki prób pomiaru wytrzymałości na ścinanie, w których zaprezentowano wpływ włókien i osnowy na efekt objętości w próbie ścinania. W końcowej części omówiono wyniki pomiarów pochłaniania energii podczas zginania udarowego oraz uderzania z niską i wysoką energią w płyty kompozytowe. W próbach tych widać wyraźną przewagę kompozytów z włóknami szklanymi. Artykuł odpowiada w miarę wyczerpująco na pytanie postawione w tytule.

EN

The paper is divided into two parts: general review and results of author's experiments concerning composites reinforced with carbon or glass fibres. The review deals with popular opinions presented in the media, where adventages of carbon fibres are widely discussed and rated as cosmic materials; therefore glass fibres being less often mentioned. This is followed by a presentation of physical and chemical principles of excellent properties of carbon fibres, leading to their applications also in the areas distinct from space and military industries. In the next part od this chapter the widely known arguments in favour of glass fibers, such as low cost and electrical non-conductivity are discussed. In the last part of the introduction data concerning carbon and glass fibres taken from papers published in world leading magazines in this field were summarized. Polish books dealing with composite materials are also reviewed. In the second part of this paper the results of experiments in the field of composites reinforced with carbon or glass fibres are presented. In the first subchapter the results of axial compression tests of tube products e.g. vaulting poles, fishing poles or boat masts are shown. Special emphasis is put on the influence of carbon or glass fibres on the above-mentioned parameters. The second subchapter shows the results of the influence of hot water vapour on the strength of thick-walled composite samples reinforced with carbon or glass fibres in tests of axial compression. The results of different bending tests are described in an attempt to select the combination of fibres and matrix with the best strength parameters in these tests. The fourth subchapter deals with the results of short beam tests, evaluating the influence of fibres and matrix on volume effect in these conditions. In the last part of this work energy absorption tests e.g. impact bending, low and high energy striking against composite plates are discussed and superiority of glass fibres is highlightened. The paper seems to answer the question in its title.

Słowa kluczowe

PL

włókno węglowe; włókno szklane; kompozyty; właściwości

EN

carbon fibre; glass fibre; composite material; properties

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2003
• Tom: R. 3, nr 7
• Strony: 209--215
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., wykr., rys.

Twórcy

autor

Leda H.

• Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Materiałowej, pl. M. Skłodowskiej-Curie 5, 60-965 Poznań

Bibliografia

• [1] Guigon M., Klinkin M., The interface and interphase in carbon fibre-reinforced composites, Composites 1994, 25, 534-539.
• [2] Blumberg H., Fortschritte bei hochfesten Verstarkugsfasern aus Kohlenstoff und Aramid, Werkstoffe und Konstruktion 1989, 3, 203-208.
• [3] Rasim C., Neue Werkstoffe im Automobilenbau, VDI Berichte, 670, 1988, 1-20.
• [4] Browning C., Hortness I., Effects of Moisture on the Properties of High-Performce Structural Resins and Composites, STP 546, ASTM, 1973, 284-302.
• [5] Peel C.J., Aluminium alloys for airframes, Materials at their Limits, 46-49.
• [6] Boczkowska A., Kapuścinski J., Puciłowski K., Wojciechowski S., Kompozyty, Wyd. PW, Warszawa 2000.
• [7] Leda H., Wasilewicz P., Kropaczewski S., Przydatność ściskania osiowego do oceny grubościennych kompozytów polimerowych z włóknami ciągłymi (w druku).
• [8] Hędzelek W., Gajdus P., Leda H., Wpływ wysokowytrzymałych włókien o modyfikowanej i niemodyfikowanej powierzchni na właściwości mechaniczne polimtakrylanu metylu, Protetyka Stomatologiczna, L 3, 165-169.
• [9] Leda H., Właściwości zginanych kompozytów polimerowych, Wyd. PP, Poznań 1999.
• [10] Kropaczewski S., Właściwości kompozytów polimerowych po obciążeniach udarowych, Praca dyplomowa, Politechnika Poznańska, Poznań 2001.