Genel

Çelikten Beş Kat Daha Sağlam Olabilen Malzeme; Kevlar

Sosyal Medya Hesabında Paylaş

Kevlar, çok hafif karbon kökenli çok sağlam liflerden oluşan bir malzemedir. DuPont firması tarafından 1965 yılında icat edilmiş, patentlenmiş ticari bir markadır. Kevlar, Stephanie Kwolek tarafından otomativ sektörü için araştırmalar yapılırken bulunmuş, hafif ve karbon içerikli bir kompozit malzemedir. Özellikle savunma sanayinde kullanılan bu malzeme yüksek çekme gerilmesine sahiptir ve ince ipliksi bir yapıdadır. Başta savunma sanayi olmak üzere, kask, gemi halatı ve uçak kanadı yaygın olarak kullanıldığı alanlardandır.

Kevlar günümüzde zırh, sağlam halat yapımı, yanmayan koruyucu giysi yapımında kullanılmaktadır. Kevlar çok yüksek çekme gerilimine dayanabilen liflerden oluşan ipliksi bir yapıdır. Dokunabilir, kumaş haline getirilebilir, kesilebilir ve dikilebilir. Özellikle çelik yelek, miğfer, paraşüt ipi, yol bisikleti lastiklerinde, fiber veya data kabloları için ek sağlamlık sağlayan halat, veya gemileri bağlamak için kullanılan hafif halatlar ve kompozit yapılar ile oluşturulan levha, boru veya özel taşıtların gövde veya kanat yapılarının yapımında kullanılmaktadır. “Aynı ağırlıktaki çelikten 5 kat daha sağlamdır” sloganı ile pazarlanmaktadır.

Kevların Özellikleri

Yoğunluğu düşüktür. Aynı ağırlıktaki çeliğe kıyasla çok daha sağlamdır. Bu özellik dayanıklılık ve ağırlık oranına kıyasladır. Ancak çelik dayanıklılık ve hacim oranında kıyaslandığında kevlara göre çok daha üstündür.

Yalıtkan bir malzemedir, iyi kimyasal dayanıklılık özelliği gösterir ve ateşe karşı da dayanıklıdır. Yapısı yaklaşık olarak 500°C civarlarında bozulma göstermeye başlar.

Elastisite modülü(N/m2), çekme mukavemeti(tensile strength),darbe mukavemeti(impact resistance), yorulma mukavemeti(fatigue strength) ve sürtünme mukavemeti(frictional resistance) yüksektir.

Tuzlarla asitlere karşı hassastır ve nemlenmeye meyilli bir malzemedir.

Basma mukavemeti düşüktür ve işlemesi zordur.

Üretimi

Kevlar, 1,4-phenylene-diamine (para-phenylenediamine) ve terephthaloyl chloride monomer solüsyonunun yoğuşma reaksiyonuyla Hidroklorik asit içerisinde çözünmesinin ürünüdür. Oluşan ürün sıvı kristal davranışında ve polimer zincirlerinin iplik yönünde dizilmesi şeklindedir. Polimerleşme için Hexamethylphosphoramide (HMPA) çözücü olarak kullanılıyordu, fakat güvenlik sebeplerinden ötürü N-methyl-pyrrolidone ve calcium chloride solusyonuyla DuPont tarafından değiştirildi. Bu işlemler, birbirini izleyen patent mücadelerisonucunda benzer bir ürün olan Twaron un üreticisi Akzo tarafından patentlenmiştir.

Konsantre Sülfürik asitin kullanımından doğan sebeplerden ötürü Kevlar üretimi pahalıdır. Sentez ve iplik eğirme sırasında su ve çözünmez polimeri solusyon olarak tutmak gerekir. Üç sınıf Kevlar bulunur:

Kevlar K-29 – endüstriyel uygulamalar için, Kablolar, Asbest parçaların yerine, fren balataları, kurşun geçirmez yelek ve araç zırhlarında kullanılır.
Kevlar K49 – yüksek güçte kablo ve halatlarda kullanılır.
Kevlar K100 – Kevlar ın renkli versiyonudur.
Kevlar K119 – yüksek uzama, esneme ve daha fazla yorulma dayanımı.
Kevlar K129 – Balistik uygulamalar için yüksek dayanım.
Kevlar AP – K-29 dan 15% daha yüksek dayanım
Kevlar XP – daha hafif reçine ve KM2 ile iplik kombinasyonu

Güneş ışığından gelen ultraviolet ışınlar Kevların bozulup parçalanmasına sebep olur, bu problem UV bozunması olarak bilinir bu yüzden açık havada güneş ışığı koruması olmadan nadiren kullanılır.

Kullanım Alanları

Gemileri bağlamak için kullanılan halatların yapımında,
Madencilerin giydiği giysilerin imalatında,
İtfaiyecilerin üniformalarının imalatında,
Cam işi ile uğraşan iş dalı giysilerinin imalatında,
Hava Kuvvetleri pilotlarının uniformalarının imalatında,
Tank
Uçak kanatlarında,
Hafif ağırlıklı kano imalatında,
Askeri miğfer yapımında
Paraşüt, ve dağcılık için halatlar
Yeni nesil hoparlörlerin diyaframları
Motosiklet ekipmanlarında
Telefon kapaklarında

Kevlar Kurşun Geçirmez Yelekler

 

Kevlar yelekler kevlar liflerinden dokunmuş kumaşlardan birçok kat üst üste dikilerek oluşturulur.Yüksek gerilime dayanıklı lifler kurşunu tutabilmektedir. Bununla birlikte lifler ezilmeye dayanıklı değildir. Bundan dolayı kevlardan yapılmış bir malzemenin kurşun geçirmeme şartı esnemesidir. İnsan vücudu üzerinde kevlar kurşunu geçirmezken, sert bir madde üzerine gerilen aynı kevlar kurşunu geçirir.

 

Sivri uçlu mermilerin durdurulabilmesi için daha sık ve sağlam bir dokumaya ihtiyaç vardır. Kurşun geçirmez yelekler durdurabildikleri kalibre ve mermi tiplerine göre seviye katsayılarına sahiptir. Zırh delici çelik uçlu mermiler kevlar yelekler tarafından durdurulamaz. Bunun için kevlar yelek içerisinde çok sert seramik levhalar kullanılmaktadır. Bu levhalar çelik merminin sivrilik miktarını ucu kırarak azaltır. Sonraki katmandaki kevlar kumaş katmanlarında mermi durdurulur. Kevlar yelekler gövdedeki hayati organları korumayı amaçlar. Yine de kullanıcı tam olarak korunmuş değildir. Bazı durumlarda kurşunun vücuda girmesinden çok kurşunun oluşturduğu darbe ile kemiklerin kırılması veya basınç ile iç organların patlaması tehlikesi ile karşı karşıya kalınır.

Kevlar bu korumayı sağlarken gelen darbenin tek bir noktadan bütün yapıya yayılmasını sağlar. Bu durumun sebeplerinden biri lifli bir yapıda olmasıdır. Burada çarpma sonucunda oluşan dalgalanmalar enine ve boyuna olmak üzere dağılırlar. Bu durum bir noktada oluşacak olan delinmeleri engeller. Ancak kalibre, uzaklık ve daha birçok değişkene göre delinme durumu farklılık göstermektedir. Buna ek olarak darbe almış bir ekipman özelliğini büyük ölçüde yitirecek ve sonraki darbelere karşı direncinde azalma göstermesi beklenecektir.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.