الكيفلر وألياف الكربون تصنف على أنها من أهم المواد المستخدمه فى صناعة سيارات الفورملا وان بشكل عام
لكن أود أن أسلط الضوء على بعض الميزات التي يجعلهما يتفوقان على الحديد الصلب الذى يستخدم في صناعة السيارات الكلاسيكية
الكثافة :
كثافة الفولاذ حوالي 7.8 (kg/dm3)
بالمقابل كتافه الكيلفر أو ألياف الكربون بين 1.4 - 2 (kg/dm3)
يعنى كتافه الفولاذ 4 أضعاف أكثر
قوة الشد :
سبائك الفولاد تقاوم من 500 إلى 1000 (Mpa)
بالمقابل بأمكان الكيلفر والألياف الكربونيه تقاوم حتى 4500 (Mpa)
يعنى أن قوة شد الكيلفر وألياف الكربون بين 4 - 8 أضعاف أكثر.
الأستطاله :
لكن الميزة الوحيدة للفولاد هو القدرة على التمدد ، يعنى راح نستفيد منه فى صنع الزنبركات.
لأن استطالة الفولاد تصل إلى 10 أضعاف استطالة الكيلفر أو لياف الكربون.
مربط الفرس :
الكيلفر أو ألياف الكربون أوزانها خفيفة جداً ، وبإمكانها أن تتحمل أحمال هائلة أى صلبه . لكن تكلفته تصنيعها جداً جداً جداً غالية ، لو لم تكن غاليه لأدخلت فى جميع الصناعات.
لأن تكلفه تصنيع سبائك الألومنيوم 5 € لكل كيلوغرام واحد ، فى حين تكلفة صناعه الحديد 50 € لكل كيلوغرام واحد ، لكن تكلفه تصنيع الكيلوغرام الواحد من الكيلفر أو لياف الكربون لن يقل عن 600 €
الكيفلار أو ألياف الأراميد
ألياف الأراميد أو ألياف البولياميد تسوق حالياً في ثلاثة أنواع :
1 : الكيفلار 29 (مقاومة عالية)
2 : الكيفلار 49 (معامل عالي من المرونة)
3 : الكيفلار 129 (معامل عالي من المرونة)
ألياف الأراميد هي مناسبة لجميع التطبيقات حيث الخواص الميكانيكية العالية مع صلابة جيدة ، مقاومة جيدة للصدمات ، وكثافتها منخفضة جداً
الجدول يبين خصائص هذه المواد
النوع | الكثافة (kg/dm3) | قوة الشد (Mpa) | المرونة (Mpa) | الاستطالة(٪) |
الكيفلار 29 | 1:45 | 3600 | 83000 | 4 |
الكيفلار 49 | 1:45 | 3900 | 130000 | 2.8 |
الكيفلار 149 | 1:47 | 3400 | 185000 | 2 |
هذه الألياف أيضا مقاومة للرطوبة ومقاومه للعديد من المذيبات والأحماض القوية والقواعد
الذى يعبها : بأنها تتأكسد عند درجة حرارة 150-200 درجة مئوية
ألياف الكربون
قوة الشد لألياف الكربون مماثلة للألياف الزجاجية ، لكن الفرق يقتصر فى معامل المرونة أعلى بكثير للأولى
ألياف الكربون هي مناسبة لإنتاج الهياكل العسكريه لأنها جداً قويه ،لكن تكلفتها غالية جداً
يتم إنتاج ألياف الكربون عن طريق الانحلال الحراري
الألياف الكربونيه تتكون من 3 أنواع من : الرايون + البيتش + البولي أكريلونيتريل
البولي أكريلونيتريل يوفر لألياف الكربون قوة شد فضيعه جداً
يتم إنتاج ألياف الكربون ضمن أقطار أصغر من 5 ميكرومتر
الجدول يبين بعض هذه الخصائص
مكونات ليف الكربون | الكثافة (kg/dm3) | قوة الشد (Mpa) | المرونة (Mpa) | الاستطالة (٪) |
الرايون | 1.6-1.9 | 2000-2500 | 340000 ـ 530000 | 1.5-2.5 |
البولي أكريلونيتريل | 1.75-19.96 | 1600-4800 | 230000 ـ 480000 | 1.5-2.0 |
البيتش | 2.0-2.2 | 1800-2200 | 380000 ـ 700000 | 0.4-1.4 |
ساحة النقاش