Aramid fibers, produced under the c

Aramid fibers, produced under the commercial name of Kevlar by DuPont de Nemours, have a remarkable combination of high strength, high modulus, toughness and thermal stability compared to many other organic fibers [1]. These impressive properties are due to their molecular structure, developed during their production process which is based on liquid crystal technology, as the rigid molecular chains form a mesophase in solution. The spinning process aligns the molecular chains parallel to the fiber axis leading to a highly ordered structure with a high degree of crystallinity [2]. Kevlar fibers were developed for demanding industrial and advanced-technology applications, such as ballistic protection armor, helicopter blades, pneumatic reinforcement, and sporting goods. The mechanical properties of aramid fibers are related to their particular microstructure characterized by several features such as fibrils, radial pleated sheets and skin–core differentiation [3], [4] and [5]. A variety of techniques have been used to elucidate the microstructure of the aramid fibers and several models have been proposed with a common feature being the differentiation of a core and skin region within each individual fiber [6]. Although there is some confusion in the literature, it is generally accepted that the core is less well aligned than the skin [7], [8] and [9] but that this difference disappears during tensile loading due to alignment of the molecular structure. It is clear that the molecular morphology of the fibers is responsible for the favorable properties of aramid fibers and it would prove extremely valuable to evaluate the mechanical properties of the individual regions.

The longitudinal behavior of single fibers has been studied for a long time, including Kevlar fibers [2] and [10], and some test standards have been formulated for this intention [11] and [12]. In addition to the longitudinal direction, it is necessary to study the fiber response to mechanical loads in other directions, such as the cross-section. An understanding of a material's properties on a nanometer-scale provides insight and understanding into that material performance on a macroscopic scale. Ultra-low load indentation, also known as nanoindentation, is a widely used tool for measuring the mechanical properties of thin films and small volumes of material [13]. One of the great advantages of the technique is its ability to probe a surface and map its properties on a spatially resolved basis, sometimes with a resolution of better than 1 μm. On the contrary, nanoindentation does not permit the calculation of the ultimate tensile strength. In the present paper the fiber tested was Kevlar-29, and to obtain a better and more comprehensive understanding of its mechanical behavior, nanoindentation and longitudinal tensile testing were jointly investigated.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เส้นใย Aramid ผลิตภายใต้ชื่อทางการค้าของเคฟล่า โดย DuPont de Nemours มีชุดโดดเด่นของความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง เหนียว และความร้อนเสถียรภาพเมื่อเทียบกับหลายอื่น ๆ อินทรีย์เส้นใย [1] คุณสมบัติเหล่านี้น่าประทับใจเนื่องจากโครงสร้างโมเลกุล พัฒนาในกระบวนการผลิตที่ใช้เทคโนโลยีผลึกเหลว เป็นโซ่โมเลกุลแข็งแบบ mesophase แก้ปัญหาได้ กระบวนการปั่นด้ายสอดคล้องโซ่โมเลกุลที่ขนานกับแกนเส้นใยที่นำไปสู่โครงสร้างการสั่งซื้อสูงกับระดับสูงของผลึก [2] เส้นใยเคฟล่าถูกพัฒนาการอุตสาหกรรม และ เทคโนโลยีขั้นสูง เกราะป้องกันขีปนาวุธ ใบพัดเฮลิคอปเตอร์ นิวเมติกเสริม และกีฬา คุณสมบัติทางกลของเส้นใย aramid เกี่ยวข้องกับโครงสร้างจุลภาคของตนเฉพาะลักษณะต่าง ๆ เช่น fibrils แผ่นจีบรัศมี และความแตกต่างของผิว – หลัก [3], [4] [5] มีการใช้เทคนิคที่หลากหลาย elucidate โครงสร้างจุลภาคของเส้นใย aramid และหลายรุ่นได้รับการเสนอ มีลักษณะทั่วไปมีความแตกต่างของภูมิภาคหลักและผิวภายในเส้นใยแต่ละบุคคล [6] มีความสับสนบางในวรรณคดี จะโดยทั่วไปยอมรับว่า หลักน้อยกันได้ชิดผิว [7], [8] [9] แต่ที่นี้หายไปในระหว่างการโหลดแรงดึงเนื่องจากการจัดตำแหน่งของโครงสร้างโมเลกุล เป็นที่ชัดเจนว่า สัณฐานวิทยาระดับโมเลกุลของเส้นใยที่รับผิดชอบสำหรับคุณสมบัติดีของเส้นใย aramid และในเชิงคุณค่าอย่างมากในการประเมินคุณสมบัติทางกลของแต่ละภูมิภาคลักษณะการทำงานระยะยาวของเส้นใยเดี่ยวได้รับการศึกษาเป็นเวลานาน เส้นใยเคฟล่า [2] และ [10], และบางมาตรฐานการทดสอบมาสำหรับความตั้งใจนี้ [11] [12] นอกจากทิศทางระยะยาว จึงจำเป็นต้องศึกษาการตอบสนองของเส้นใยการกลในทิศทางอื่น ๆ เช่นภาคตัดขวาง ความเข้าใจเกี่ยวกับคุณสมบัติของวัสดุในระดับนาโนเมตรให้เข้าใจและเข้าใจไปว่าประสิทธิภาพวัสดุในด้วยตาเปล่า โหลดต่ำสุดเยื้อง รู้จักกันเป็น nanoindentation เป็นเครื่องมือใช้สำหรับวัดสมบัติทางกลของฟิล์มบางของวัสดุ [13] ข้อดีของเทคนิคอย่างใดอย่างหนึ่งคือความสามารถในการสอบสวน surface และแมปคุณสมบัติตามแก้ไข spatially บางครั้งมีความละเอียดดีกว่า 1 µm การ์ตูน nanoindentation ไม่อนุญาตให้คำนวณแรงที่สุด ในกระดาษมี เส้นใยที่ผ่านทดสอบเป็นเคฟลาร์ 29 และรับความเข้าใจที่ดีขึ้น และครอบคลุมมากขึ้นของลักษณะการทำงานเครื่องจักรกล nanoindentation และการทดสอบแรงดึงยาวได้ร่วมตรวจสอบอยู่

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เส้นใยอะรามิดที่ผลิตภายใต้ชื่อการค้าของเคฟล่าร์โดย บริษัท ดูปองท์เดอซามีการรวมกันที่โดดเด่นของความแข็งแรงสูงโมดูลัสสูงมีความเหนียวและทนความร้อนเมื่อเทียบกับเส้นใยอินทรีย์อื่น ๆ อีกมากมาย [1] คุณสมบัติที่น่าประทับใจเหล่านี้เนื่องจากมีโครงสร้างโมเลกุลของพวกเขาได้รับการพัฒนาในระหว่างกระบวนการผลิตของพวกเขาซึ่งอยู่บนพื้นฐานเทคโนโลยีผลึกเหลวเป็นโซ่โมเลกุลแข็งในรูปแบบ mesophase ในการแก้ปัญหา กระบวนการปั่นสอดคล้องโซ่โมเลกุลขนานกับแกนเส้นใยที่นำไปสู่โครงสร้างที่สั่งซื้อสูงที่มีระดับสูงของผลึก [2] เส้นใยเคฟลาร์ได้รับการพัฒนาสำหรับความต้องการอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีขั้นสูงการใช้งานเช่นเกราะขีปนาวุธป้องกันใบพัดเฮลิคอปเตอร์, การเสริมแรงลม, และสินค้ากีฬา สมบัติเชิงกลของเส้นใยอะรามิดที่เกี่ยวข้องกับจุลภาคเฉพาะของพวกเขาโดดเด่นด้วยคุณสมบัติหลายประการเช่นซ่านแผ่นจีบรัศมีและความแตกต่างของผิวหลัก [3] [4] และ [5] ความหลากหลายของเทคนิคได้ถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายจุลภาคของเส้นใยอะรามิดและอีกหลายรุ่นที่ได้รับการเสนอชื่อที่มีคุณสมบัติทั่วไปเป็นความแตกต่างของผิวหลักและภูมิภาคภายในเส้นใยแต่ละ [6] ถึงแม้จะมีความสับสนในวรรณคดีเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าแกนสอดคล้องน้อยดีกว่าผิวหนัง [7] [8] [9] แต่ที่แตกต่างนี้จะหายไประหว่างการโหลดแรงดึงเนื่องจากการจัดตำแหน่งของโครงสร้างโมเลกุล เป็นที่ชัดเจนว่าลักษณะทางสัณฐานวิทยาโมเลกุลของเส้นใยเป็นผู้รับผิดชอบสำหรับคุณสมบัติที่ดีของเส้นใยอะรามิดและมันจะพิสูจน์ได้ว่ามีคุณค่ามากในการประเมินคุณสมบัติทางกลของแต่ละภูมิภาค. พฤติกรรมยาวของเส้นใยเดียวได้รับการศึกษามาเป็นเวลานานรวมทั้ง เส้นใยเคฟลาร์ [2] และ [10] และบางส่วนมาตรฐานการทดสอบที่ได้รับสูตรสำหรับความตั้งใจนี้ [11] และ [12] นอกจากนี้ยังมีทิศทางตามยาวก็เป็นสิ่งจำเป็นในการศึกษาการตอบสนองของเส้นใยแรงโหลดทางกลในทิศทางอื่น ๆ เช่น cross-section ความเข้าใจในคุณสมบัติของวัสดุที่อยู่บนนาโนเมตรขนาดให้ข้อมูลเชิงลึกและความเข้าใจในการทำงานว่าเนื้อหาในระดับมหภาค เยื้องโหลด Ultra-Low ยังเป็นที่รู้จัก nanoindentation เป็นเครื่องมือที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการวัดสมบัติเชิงกลของฟิล์มบางและปริมาณขนาดเล็กของวัสดุ [13] หนึ่งในข้อได้เปรียบที่ดีของเทคนิคที่มีความสามารถในการตรวจสอบพื้นผิวและแผนที่คุณสมบัติของมันบนพื้นฐานการแก้ไขเชิงพื้นที่บางครั้งที่มีความละเอียดดีกว่า 1 ไมโครเมตร ในทางตรงกันข้าม nanoindentation ไม่อนุญาตให้มีการคำนวณความต้านทานแรงดึงที่ดีที่สุด ในกระดาษปัจจุบันเส้นใยที่ผ่านการทดสอบเป็นเคฟล่าร์-29 และจะได้รับความเข้าใจที่ดีขึ้นและครอบคลุมมากขึ้นของพฤติกรรมทางกลของ nanoindentation และการทดสอบแรงดึงยาวได้รับการตรวจสอบร่วมกัน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เส้นใยอะรามิด ผลิตภายใต้ชื่อทางการค้าของเคฟลาร์ โดยดูปองท์ เดอ เนมอรส์ มีการผสมผสานที่โดดเด่นของความแข็งแรงสูง , โมดูลัสสูง ความเหนียว และเสถียรภาพทางความร้อนเมื่อเทียบกับหลายเส้นใยอินทรีย์อื่น ๆ [ 1 ] คุณสมบัติที่น่าประทับใจเหล่านี้ เนื่องจากโครงสร้างโมเลกุลของพวกเขาได้รับการพัฒนาในกระบวนการของการผลิตที่ใช้เทคโนโลยีผลึกเหลวเป็นแข็งโมเลกุลโซ่ฟอร์ม mesophase ในสารละลาย กระบวนการปั่นจัดโมเลกุลโซ่ขนานกับแกนนำเส้นใยสูงโครงสร้างที่เป็นระเบียบกับระดับสูงของผลึก [ 2 ] เส้นใยเคฟลาร์ ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อการใช้งานอุตสาหกรรมและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัยเช่นเกราะป้องกันขีปนาวุธเฮลิคอปเตอร์ใบพัดลม , เสริม และสินค้ากีฬา สมบัติเชิงกลของเส้นใยอะรามิด เกี่ยวข้องกับ ของพวกเขาโดยเฉพาะโครงสร้างที่โดดเด่นด้วยคุณสมบัติหลายประการ เช่น ไฟบริล , แผ่นจีบรัศมีและผิว–หลักความแตกต่าง [ 3 ] , [ 4 ] และ [ 5 ] ความหลากหลายของเทคนิคที่มีการใช้เพื่ออธิบายสมบัติของเส้นใยอะรามิด และหลายรุ่นได้รับการเสนอกับคุณลักษณะทั่วไปเป็นหลัก และความแตกต่างของแต่ละบุคคลภายในเขตผิวเส้นใย [ 6 ] แม้ว่าจะมีความสับสนในวรรณคดี , เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าหลักน้อยดีชิดกว่าผิวหนัง [ 7 ] , [ 8 ] และ [ 9 ] แต่ที่แตกต่างนี้จะหายไประหว่างการโหลดแรงดึงเนื่องจากการเรียงตัวของโครงสร้างโมเลกุล เป็นที่ชัดเจนว่าโครงสร้างโมเลกุลของเส้นใยเป็นผู้รับผิดชอบ คุณสมบัติที่ดีของเส้นใยอะรามิด และมันอาจจะพิสูจน์ได้ว่ามีคุณค่าอย่างมาก เพื่อประเมินคุณสมบัติทางกลของภูมิภาคแต่ละพฤติกรรมตามยาวของเส้นใยเดี่ยวได้เรียนมาเป็นเวลานาน รวมทั้งเส้นใยเคฟลาร์ [ 2 ] และ [ 10 ] และทดสอบมาตรฐานบางส่วนได้รับสูตรสำหรับความตั้งใจนี้ [ 11 ] และ [ 12 ] นอกจากทิศทางตามยาว จึงจำเป็นต้องศึกษาเส้นใยตอบสนองกลโหลด ในเส้นทางอื่น เช่น ตัด . ความเข้าใจในคุณสมบัติของวัสดุในระดับนาโนเมตรที่ให้ความเข้าใจและความเข้าใจในเนื้อหาที่แสดงในระดับที่มองเห็นด้วยตาเปล่า . เยื้องโหลดต่ำเป็นพิเศษ เรียกว่า nanoindentation เป็นใช้กันอย่างแพร่หลายเครื่องมือวัดสมบัติเชิงกลของฟิล์มบางและปริมาณขนาดเล็กของวัสดุ [ 13 ] หนึ่งในประโยชน์ที่ดีของเทคนิคที่มีความสามารถในการตรวจสอบพื้นผิวและคุณสมบัติของแผนที่ในการเปลี่ยนฐาน บางครั้งมีความละเอียดที่ดีกว่า 1 μเมตร ในทางตรงกันข้าม nanoindentation ไม่อนุญาตให้มีการคำนวณค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุด ใน ปัจจุบัน กระดาษไฟเบอร์ทดสอบคือ kevlar-29 และได้รับที่ดีและความเข้าใจที่ครอบคลุมมากขึ้นของพฤติกรรมเชิงกลของ nanoindentation และการทดสอบแรงดึงและศึกษาร่วมกัน