Kompozyt z długimi włóknami a kompozyt z krótkimi włóknami: zrozumienie różnic
Kompozyty stały się popularnym materiałem wybieranym w kilku gałęziach przemysłu ze względu na ich unikalne właściwości, które oferują szereg korzyści, takich jak zwiększona wytrzymałość, sztywność, zmniejszona waga i nie tylko. Kompozyty te zawierają różne kombinacje włókien, żywic i dodatków, w zależności od zastosowania. Jednakże włókna stosowane w kompozytach mogą znacznie różnić się długością, co prowadzi do podziału kompozytów na dwa typy – kompozyty o długich włóknach i kompozyty o krótkich włóknach.
Kompozyty o długich włóknach:
Kompozyty o długich włóknach zazwyczaj obejmują włókna ciągłe lub nieciągłe, które są dłuższe niż długość kompozytów o krótkich włóknach. Włókna te są zwykle ułożone w linii, w zakresie od 50-60 procent objętościowych, a żywica wypełnia szczeliny pomiędzy nimi. Długie włókna zapewniają lepszą sztywność, właściwości mechaniczne i wytrzymałość. Kompozyty te są szeroko stosowane w takich zastosowaniach, jak części samochodowe, lotnicze i sprzęt sportowy. Kompozyty z długimi włóknami wykazują doskonałe właściwości rozciągające, wysoką sztywność i wytrzymałość, które wytrzymują zastosowania nośne.
Kompozyty z krótkimi włóknami:
Z drugiej strony, kompozyty z krótkimi włóknami zazwyczaj zawierają włókna krótsze niż kompozyty z długimi włóknami. Włókna te są zazwyczaj losowe i wahają się od 5-10 procent objętościowych, a żywica zajmuje resztę przestrzeni. Kompozyty te są szeroko stosowane w zastosowaniach takich jak obudowy elektryczne i elektroniczne, części konstrukcyjne i rury. Jednak kompozytom z krótkimi włóknami brakuje wytrzymałości i sztywności kompozytów z długimi włóknami.
Jaka jest różnica między długimi i krótkimi włóknami?
Różnice między kompozytami o długich i krótkich włóknachmożna rozumieć w kategoriach ich właściwości i charakterystyki odpowiednich włókien. Długie włókna zapewniają wysoki moduł, wysoką wytrzymałość i dobre możliwości przenoszenia naprężeń, dzięki czemu nadają się do zastosowań nośnych.Kompozyt z krótkich włókien, ze względu na ich losową orientację, wykazywał niski współczynnik kształtu, co skutkowało niższym modułem, ograniczając ich zastosowanie do elementów nienośnych.
Podsumowując, gdy kompozyty o krótkich włóknach nie są w stanie zapewnić wystarczającej sztywności, wytrzymałości na rozciąganie, wytrzymałości na zginanie/modułu właściwości mechanicznych, kompozyty o długich włóknach będą odpowiednim wyborem do zastosowań nośnych wymagających dużej wytrzymałości i sztywności, a nawet zastąpienia metalu lekkim wagę lub obniżyć koszty.
