ألياف الكربون مقابل. أنابيب الألياف الزجاجية: أيهما أفضل؟

هل تعرف الفرق بين ألياف الكربون والألياف الزجاجية؟ وهل تعلم هل أحدهما أفضل من الآخر؟

من المؤكد أن الألياف الزجاجية هي الأقدم بين المادتين. يتم تصنيعه عن طريق صهر الزجاج وبثقه تحت ضغط عالٍ، ثم دمج خيوط المادة الناتجة مع راتنجات الإيبوكسي لإنشاء ما يعرف بالبلاستيك المقوى بالألياف (FRP).

تتكون ألياف الكربون من ذرات الكربون المرتبطة ببعضها البعض في سلاسل طويلة. يتم بعد ذلك دمج آلاف الألياف لتكوين سحب (المعروف أيضًا باسم خيوط الألياف المجمعة). يمكن نسج هذه السحبات معًا لإنشاء قماش أو نشرها بشكل مسطح لإنشاء مادة "أحادية الاتجاه". وفي هذه المرحلة، يتم دمجه مع راتنجات الإيبوكسي لتصنيع كل شيء بدءًا من الأنابيب والألواح المسطحة وحتى سيارات السباق والأقمار الصناعية.

من المثير للاهتمام ملاحظة أن الألياف الزجاجية الخام وألياف الكربون تظهر خصائص معالجة متشابهة ويمكن أن تبدو متشابهة أيضًا إذا كان لديك ألياف زجاجية مصبوغة باللون الأسود. لن تبدأ في رؤية ما يفصل بين المادتين إلا بعد التصنيع: أي القوة والصلابة والوزن إلى حد ما (ألياف الكربون أخف قليلاً من الألياف الزجاجية). أما بخصوص ما إذا كان أحدهما أفضل من الآخر فالإجابة هي "لا". كلتا المادتين لهما إيجابيات وسلبيات اعتمادًا على التطبيق.

صلابة
تميل الألياف الزجاجية إلى أن تكون أكثر مرونة من ألياف الكربون وهي أقل تكلفة بحوالي 15 مرة. بالنسبة للتطبيقات التي لا تتطلب أقصى قدر من الصلابة - مثل صهاريج التخزين، وعزل المباني، والخوذات الواقية، وألواح الجسم - فإن الألياف الزجاجية هي المادة المفضلة. تُستخدم الألياف الزجاجية أيضًا بشكل متكرر في التطبيقات ذات الحجم الكبير حيث تكون تكلفة الوحدة المنخفضة أولوية.

قوة
تتألق ألياف الكربون حقًا فيما يتعلق بقوة الشد. باعتبارها ألياف خام فهي أقوى قليلاً من الألياف الزجاجية، ولكنها تصبح قوية بشكل لا يصدق عند دمجها مع راتنجات الإيبوكسي المناسبة. وفي الواقع، تكون ألياف الكربون أقوى من العديد من المعادن عند تصنيعها بالطريقة الصحيحة. وهذا هو السبب وراء اعتماد الشركات المصنعة لكل شيء، بدءًا من الطائرات وحتى القوارب، ألياف الكربون على البدائل المعدنية والألياف الزجاجية. تسمح ألياف الكربون بقوة شد أكبر بوزن أقل.

متانة
حيث يتم تعريف المتانة على أنها "المتانة"، فإن الألياف الزجاجية هي الفائز الواضح. على الرغم من أن جميع المواد البلاستيكية الحرارية قوية نسبيًا، إلا أن قدرة الألياف الزجاجية على تحمل عقوبات أكبر ترتبط ارتباطًا مباشرًا بمرونتها. من المؤكد أن ألياف الكربون أكثر صلابة من الألياف الزجاجية، لكن هذه الصلابة تعني أيضًا أنها ليست متينة.

التسعير
نمت أسواق كل من أنابيب وألواح ألياف الكربون والألياف الزجاجية بشكل كبير على مر السنين. ومع ذلك، يتم استخدام مواد الألياف الزجاجية في نطاق أوسع بكثير من التطبيقات، والنتيجة هي تصنيع المزيد من الألياف الزجاجية وانخفاض الأسعار.

ومما يزيد من فرق السعر حقيقة أن تصنيع ألياف الكربون عملية صعبة وتستغرق وقتًا طويلاً. في المقابل، فإن بثق الزجاج المصهور لتشكيل الألياف الزجاجية أمر سهل نسبيا. كما هو الحال مع أي شيء آخر، فإن العملية الأكثر صعوبة هي الأكثر تكلفة.

وفي نهاية المطاف، فإن أنابيب الألياف الزجاجية ليست أفضل أو أسوأ من بديل ألياف الكربون. يحتوي كلا المنتجين على تطبيقات يتفوقان عليها، حيث يتعلق الأمر كله بالعثور على المادة المناسبة لاحتياجاتك.