Sobre Kevlar
El kevlar tiene muchas aplicaciones, que van desde neumáticos para bicicletas y velas de carreras hasta chalecos antibalas, debido a su alta relación resistencia-peso a la tracción; en esta medida es cinco veces más resistente que el acero. Las fibras de alta tenacidad y térmicamente estables se utilizan para armaduras corporales ligeras a prueba de balas, y también debido al ahorro de peso, también pueden reemplazar los materiales más pesados en los aviones, para ahorrar combustible.
Resumen
| Nombre | Kevlar |
| Fase en STP | sólido |
| Densidad | 1440 kg / m3 |
| Resistencia a la tracción | 3600 MPa |
| Límite de elastacidad | N / A |
| Módulo de Young | 130 GPa |
| Dureza Brinell | N / A |
| Punto de fusión | 477 ° C |
| Conductividad térmica | 0,04 W / mK |
| Capacidad calorífica | 1420 J / g K |
| Precio | 50 $ / kg |
Composición de Kevlar
Por lo general, se hila en cuerdas o láminas de tela que se pueden usar como tal o como ingrediente en componentes de materiales compuestos. Cuando se hila Kevlar, la fibra tiene una resistencia a la tracción de aproximadamente 3620 MPa y una densidad relativa de 1,44. El polímero debe su alta resistencia a los numerosos enlaces entre cadenas. Estos enlaces de hidrógeno intermoleculares se forman entre los grupos carbonilo y los centros NH.
75%
10%
15%
Aplicaciones de Kevlar
El kevlar tiene muchas aplicaciones, que van desde neumáticos para bicicletas y velas de carreras hasta chalecos antibalas, debido a su alta relación resistencia-peso a la tracción; en esta medida es cinco veces más resistente que el acero. Las fibras de alta tenacidad y térmicamente estables se utilizan para armaduras corporales ligeras a prueba de balas, y también debido al ahorro de peso, también pueden reemplazar los materiales más pesados en los aviones, para ahorrar combustible.
Propiedades mecánicas del kevlar
Resistencia de Kevlar
En mecánica de materiales, la resistencia de un material es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales básicamente considera la relación entre las cargas externas aplicadas a un material y la deformación resultante o cambio en las dimensiones del material. Al diseñar estructuras y máquinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original.
La resistencia de un material es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. Para la tensión máxima de tracción, la capacidad de un material o estructura para soportar cargas que prestan a alargarse se conoce como resistencia a la tracción (UTS). El límite elástico o límite elástico es la propiedad del material definido como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica). En caso de tensión de tensión de una barra uniforme (curva tensión-deformación), la ley de Hooke describe el comportamiento de una barra en la región elástica. El módulo de elasticidad de Young es el módulo de elasticidad para esfuerzos de tracción y compresión en el régimen de elasticidad lineal de una deformación uniaxial y generalmente se evalúa mediante ensayos de tracción.
Ver también: Resistencia de los materiales
Máxima resistencia a la tracción de Kevlar
La resistencia máxima a la tracción del Kevlar es de 3600 MPa.
Límite de elastacidad de Kevlar
El límite elástico de Kevlar es N / A.
Módulo de Young de Kevlar
El módulo de Young de Kevlar es 130 GPa.
Dureza del Kevlar
En la ciencia de los materiales, la dureza es la capacidad de resistir la hendidura de la superficie ( deformación plástica localizada ) y el rayado . La prueba de dureza Brinell es una de las pruebas de dureza por indentación, que se ha desarrollado para pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, se fuerza un penetrador esférico duro bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar.
El número de dureza Brinell (HB) es la carga dividida por el área de la superficie de la muesca. El diámetro de la impresión se mide con un microscopio con una escala superpuesta. El número de dureza Brinell se calcula a partir de la ecuación:
La dureza Brinell del Kevlar es aproximadamente N / A.
Ver también: dureza de materiales
Resistencia de materiales
Elasticidad de los materiales
Dureza de los materiales
Propiedades térmicas del kevlar
Kevlar – Punto de fusión
Punto de Kevlar de fusión es de 477 ° C .
Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar. En general, la fusión es un cambio de fase de una sustancia de la fase sólida a la líquida. El punto de fusión de una sustancia es la temperatura a la que se produce este cambio de fase. El punto de fusión también define una condición en la que el sólido y el líquido pueden existir en equilibrio. Para varios compuestos químicos y aleaciones, es difícil definir el punto de fusión, ya que generalmente son una mezcla de varios elementos químicos.
Kevlar – Conductividad térmica
La conductividad térmica del Kevlar es 0,04 W / (m · K) .
Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada conductividad térmica , k (o λ), medida en W / mK . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por conducción . Tenga en cuenta que la ley de Fourier se aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.
La conductividad térmica de la mayoría de los líquidos y variadas con la temperatura. Para los vapores, también depende de la presión. En general:
La mayoría de los materiales son casi homogéneos, por lo que normalmente podemos escribir k = k (T) . Se asocian definiciones similares con conductividades térmicas en las direcciones yyz (ky, kz), pero para un material isótropo, la conductividad térmica es independiente de la dirección de transferencia, kx = ky = kz = k.
Kevlar – Calor específico
Calor Específico del Kevlar es 1420 J / g K .
El calor específico, o capacidad calorífica específica, es una propiedad relacionada con la energía interna que es muy importante en termodinámica. Las propiedades intensivas c v y c p se definen para sustancias compresibles simples puras como derivadas parciales de la energía interna u (T, v) y la entalpía h (T, p) , respectivamente:
donde los subíndices v y p significan las variables mantiene fijo durante la diferenciación. Las propiedades c v y c p se denominan calores específicas (o capacidades caloríficas ), en determinadas condiciones especiales, relacionan el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía añadida por la transferencia de calor. Unidades Sus SI hijo J / kg K o J / K mol .
Punto de fusión de materiales
Conductividad térmica de materiales
Capacidad calorífica de materiales
Propiedades y precios de otros materiales
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