アラミド繊維織物

「ポリフェニレンテレフタルアミド」として完全に知られているアラミド繊維は、超高強度、高弾性率、高温耐性、耐酸性、耐アルカリ性、軽量などの優れた特性を備えています。アラミド繊維は、デュポンケブラーファブリックによって開発および商品化に成功しました。 1960年代。 したがって、炭素繊維が出現する前は、アラミド繊維が常に高性能繊維市場を占めていました。

1/ 高い耐衝撃性と耐クラック性

アラミド繊維は耐衝撃性に優れ、強靭で多くのエネルギーを吸収できるため、圧力がかかっても割れません。 防弾チョッキ、船舶、カヤック、軍用車両部品の装甲の製造に広く使用されています。 アラミド繊維複合材の耐衝撃性は、炭素繊維複合材の5倍です（ドロップハンマー衝撃法による測定）。 この並外れた耐衝撃性または耐弾丸性は、アラミド構造を持つ長い原子鎖の形成によって引き起こされます。

アラミド繊維は耐衝撃性に優れていることから、軍用の防弾チョッキや戦車の装甲材などに広く使用されています。 防弾チョッキは通常、数十層のアラミド (ケブラーなど) でできており、2 つの層の間にセラミック プレートが含まれています。 一部の装甲車両 (アメリカの M1 戦車など) で使用される保護カバーは、直径 700 mm の対戦車ミサイルに耐えることができるスチール アラミド鋼材でできています。

2／ 低密度・軽量

アラミド繊維は非常に軽量で、複合材料の製造に有利です。 炭素繊維複合材は非常に軽いと考えられていますが、アラミド繊維複合材は炭素繊維複合材よりも約 20% 軽量です。 複合材にアラミド繊維を使用すると、耐衝撃性と耐摩耗性が向上し、複合材コンポーネントの重量を減らすことができます。

アラミド繊維の密度は約 1.45g/cm ³、アラミド/エポキシ複合材の密度は約 1.3g/cm ³ です。 計算は、エポキシ樹脂と硬化剤~1.1g/cm ³ および複合材料の製造に使用される高度な技術、つまりオートクレーブ プリプレグに基づいています。 一般に非常に軽いと考えられている炭素繊維複合材の密度は 1.55g/cm ³ に近く、一般に、アラミド繊維複合材は炭素繊維複合材よりも 20% 軽量です。

アラミド繊維複合材と金属の重量を比較する方法は? アルミニウム ³ では 2.7g/cm、チタン ³ では 4.5 g/cm、スチール ³ では 7.9g/cm です。したがって、アラミド繊維複合材は、アルミニウムの 2 倍、チタンの 3 倍または 4 倍、スチールの 6 倍軽量です。 .

3／ ガラス繊維と炭素繊維の間の適度な剛性

アラミド繊維複合材は、ガラス繊維複合材よりも剛性が高いですが、炭素繊維複合材よりも大幅に剛性が低くなります。 アラミド繊維は炭素繊維に似ています。 さまざまな剛性と強度を提供できる、標準、中、および高弾性繊維を含む多くの種類の繊維があります。

さまざまな種類の繊維の剛性は次のとおりです。

ガラス繊維布 - 72 GPa (標準 E ガラス) から 87 GPa (S 強化ガラス布) まで。

炭素繊維織物 - 230GPa (Toray T300) から 588GPa (Toray HM grade M60J) まで。

アラミド繊維 - 96GPa (標準アラミド用ケブラー 129) から 186GPa (航空機/航空産業用ケブラー 149) まで。

結論として、標準的なファブリックで作られたアラミド複合材の剛性は、ガラス繊維複合材より 30-40 パーセント高く、炭素繊維複合材より 50 パーセント低い

4/ 耐摩耗性

アラミド繊維複合材は、レーシング エンジンを保護するスキッド プレートなどの摩耗しやすい部品に広く使用されています。 アラミドは通常、コンベヤベルトのゴムベルトを補強し、より高い強度と耐摩耗性を確保するために、抽出産業（鉱業など）で使用されます。 ケブラーのメーカーによると、強化後は耐摩耗性が 50-70% 向上します。 これらの特性から、トワロンやケブラーなどのアラミド繊維を使用した耐切創性安全手袋など、複合材料や作業服に使用できます。

5/ 低誘電率

アラミド繊維複合材料の誘電率は 3.85 (10 GHz) と低く、信号を透過するアラミド保護カバー/レードームの優れた性能と強度を保証します。 このアンテナは、軍用機などの軍事目的で広く使用されています。

軍用レドームに使用されるアラミド繊維

アラミド繊維複合ハウジング/レドームは、アンテナを損傷から保護し、優れた信号性能を保証します。 対照的に、E ガラス繊維複合材は 6.1 (10 GHz) に相当する誘電率を提供し、アンテナ信号の出力と性能を 60% 低下させます。 アラミド繊維の他に石英繊維も使用しており、その誘電率は3.78(10GHz)です。

6/ その他の特徴

アラミド繊維は低熱膨張特性を持ち、高温で非常に安定しており、ほぼゼロです。 熱膨張係数はわずかに負で、(- 2.4 x 10 ⁻ ⁶/℃) に相当します。 アラミド繊維は優れた絶縁体であり、電気を通しません。

アラミド繊維複合材の特殊な特性は振動吸収に関連しているため、航空機構造部品などの振動軸受部品の製造に使用できます。

アラミドは、炭素繊維またはガラス繊維と織り合わせて、2 種類の繊維の利点を最大限に活用できる炭素繊維アラミド生地またはガラス繊維アラミド生地を形成できます。

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