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R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH • D-71111 Waldenbuch • Phone [phone]* • Fax [phone]* • www.r-g.de
*14 Cent pro Minute aus dem Festnetz der T-Com, Mobilfunkpreise können abweichen
Diese Werte können sehr viel höher sein, wenn eine langzeitige Umgebungs-
feuchte von 100 % herrscht.
Strahlenbelastung
Die Strahlenbelastung von FVW wird bislang hauptsächlich unter
gleichzeitiger Freibewitterung untersucht. Der Abbau (Alterung) erfolgt durch
Molekülkettenbrüche, die durch Strahlungen vor allem im UV-B-Bereich
(280- 315 nm) verursacht werden.
Insbesondere synthetische Fasern wie z.B. Aramid unterliegen, sofern sie
nicht durch farbige Deckschichten/Lackierungen geschützt sind, einem
rapiden fotochemischen Abbau. Die Restfestigkeit von Aramid kann
innerhalb eines Jahres, je nach Strahlungsintensität, unter 25 % sinken.
Fasermischungen
Bei vielen Anwendungen kann auch eine Mischung unterschiedlicher Fasern
vorteilhaft sein. Eine Fasermischung führt jedoch nicht immer zu besseren
mechanischen Eigenschaften. Häufigste Ursache für Mißerfolge ist die
Dehnungsunverträglichkeit der meisten Fasern. Werden z.B. Kohlenstoff-
und Glasfasern zusammen verwendet, wird der Beginn des Versagens
durch die C-Faserbrüche ausgelöst. Der Bruch erfaßt dann nach und nach
alle C-Fasern, da nicht alle Fasern in einem Verbund der gleichen Spannung
oder Dehnung unterliegen. Bei zunehmendem Übergang der Belastung auf
die zweite Komponente (z.B. das E-Glas) wird auch diese überlastet und
vorzeitig versagen.
Nur im elastischen Bereich ergibt sich die Gesamtsteifigkeit aus der
Mischungsregel. So kann z.B. eine Glasfaserkonstruktion durch Zumischung
von Kohlenstoffasern wirkungsvoll versteift werden. Man kann aber nicht
die Festigkeit erhöhen, sondern nur die Steifigkeit. Allerdings wird die
Brucharbeitsaufnahme des Hybridverbundes deutlich ansteigen. Der relativ
spröde Werkstoff Kohlenstoff erhält durch Glas- oder Aramidfasern eine
erheblich verbesserte Schlagfestigkeit.
Spannungs-Verformungsverhalten von Hybridverstärkungen
Max. moisture absorption by
customary fibre reinforcements in an
environment of 65% relative humidity
Maximale Feuchtigkeitsaufnahme
üblicher Faserverstärkungen bei einer
rel. Umgebungsfeuchte von 65 %
Produkt
Product
E-Glas / E glass
Kohlenstoff / Carbon
Kevlar
®
49 (Aramid)
Twaron
®
T 1000 (Aramid)
Dyneema
®
SK 60
Flachs / Flax
Jute
Ramie
max. Feuchte %
max. humidity %
nicht messbar / not measureable
nicht messbar / not measureable
4,3
7,0
nicht messbar / not measureable
10,0
12,5
7,5
8,0
These values can be very much higher when the environment has a long-term
relative humidity of 100%.
Radiation resistance
The procedure primarily adopted to date for investigating the radiation
resistance of fibre composites involves subjecting them to outdoor exposure.
Degradation (ageing) sets in when the molecular chains start to break
under the action of radiation, above all in the UV B range (280–315 nm).
It is particularly the synthetic fibres such as aramid, provided they are
not protected with coloured overlays or varnishes, that undergo rapid
photochemical degradation. Depending on the radiation intensity, the
residual strength of aramid can fall below 25% within a year.
Fibre mixtures
Also a mixture of different fibre types can prove advantageous for many
applications. However, a fibre mixture does not always lead to better
mechanical properties: the most frequent cause of failure lies in the
incompatible extensibility of most fibres. For example, when carbon and
glass fibres are used together, mechanical failure will set in as soon as the
carbon fibres start to break. Owing to the varying tensions and elongations of
the fibres in a composite, mechanical failure gradually spreads to all carbon
fibres. This means that an increasing proportion of the load is transferred to
the second constituent (e.g. E glass), whereupon this becomes overloaded
and also fails prematurely. The rule of mixtures can be used to calculate the
overall rigidity for the elastic range only. For example, a glass-fibre-reinforced
design can be effectively stiffened when carbon fibres are added. It must be
noted at this point that this measure increases the rigidity only, and not the
strength. Nevertheless, the hybrid composite’s ultimate resilience is clearly
higher. Glass or aramid fibres impart to the relatively brittle material carbon
a considerably improved impact strength.
Stress curve of hybrid reinforcements
Spannung/
stress
Dehnung (%)/ elongation (%)
Hybrid FK/ Hybrid FRP
CFK/ CRP
GFK/ GRP