Kevlar vs. Carbon Fiber: Eigenschaften, Anwendungen und Unterschiede

Konstruktion

• Carbon Fiber ist technisch gesehen ein Gewebe, das aus vielen dünnen Graphitsträngen gewebt ist. Die Stränge werden über eine Form gelegt und mit einem zähen Epoxidharz eingeklebt. Die gekreuzte Positionierung der Stränge ist entscheidend, um maximale Festigkeit zu gewährleisten, und verantwortlich für das „Karomuster“, das auf vielen Carbon-Fiber-Komponenten zu sehen ist. Kevlar hingegen wird auf mikroskopischer Ebene konstruiert, indem künstliche Moleküle zu einem starren Polymerekristall verkettet werden. Die resultierende Lösung kann zu Strängen gesponnen oder wie eine Flüssigkeit gegossen werden.

Festigkeit

• Sowohl Carbon Fiber als auch Kevlar sind extrem stark, aber auf leicht unterschiedliche Weise. Kevlar ist extrem starr, bis zu dem Punkt, an dem es unter Druck zu knicken beginnt. Wenn seine Struktur beeinträchtigt ist, knickt es schnell ein. Carbon Fiber ist aufgrund seiner strängigen Konstruktion im Allgemeinen weniger widerstandsfähig gegen Durchdringungskräfte, wird jedoch von hohen Temperaturen kaum beeinträchtigt, etwas, das Kevlar schwächen kann.

Gewicht

• Carbon-Fiber-Komponenten sind extrem leicht, da ihre strängige Konstruktion bedeutet, dass sie bei sehr geringer Dicke hergestellt werden können, vorausgesetzt, sie müssen nicht besonders stark sein. Daher ist Carbon Fiber normalerweise das Material der Wahl für Hersteller von Leichtflugzeugen und Rennwagenkarosserien. Wo zusätzliche Festigkeit erforderlich ist, wird oft eine Schicht Kevlar in die Carbon-Fiber-Schale eingeklebt, um sie zu verstärken. Dies ist beim Bau von Sicherheitsausrüstung wie Motorradhelmen üblich.

Flexibilität

• Kevlar ist im Allgemeinen nicht flexibel. Da seine Struktur durch eine Veränderung seiner Form schwer beeinträchtigt werden kann, werden Kevlar-Gegenstände normalerweise steif und starr hergestellt. Dies ist sicherlich bei Körperpanzerplatten der Fall, die darauf ausgelegt sind, eine Waffe oder ein Projektil aufzuhalten und so wenig Energie wie möglich auf den Körper zu übertragen. Flexible Platten würden eine Konzentration der Kraft am Aufprallpunkt ermöglichen, die auf den Körper des Trägers übertragen würde. Carbon Fiber kann recht flexibel gemacht werden, je nach Dicke des verwendeten Blattes. Seine Flexibilität ist eine der Möglichkeiten, wie es Aufprallenergie dissipiert, wodurch es besser für austauschbare Teile wie Autokarosseriebleche geeignet ist.