Fibra di carbone versus aluminiu

A fibra di carbone rimpiazza l'aluminiu in una varietà crescente di applicazioni è hà fattu cusì per l'ultimi decennii. Sti fibri sò cunnisciuti per a so forza eccezziunale è rigidità è sò ancu estremamente ligeri. I filamenti di fibra di carbone sò cumminati cù diverse resine per creà materiali compositi. Questi materiali cumposti prufittà di e proprietà di a fibra è di a resina. Questu articulu furnisce un paragone di e proprietà di fibra di carbone versus aluminiu, inseme cù qualchi pros è cuns di ogni materiale.

Fibra di carbone vs aluminiu misurata

Quì sottu sò e definizione di e diverse proprietà utilizati per paragunà i dui materiali:

Modulu d'elasticità = A "rigidità" di un materiale. U rapportu di stress à strain per un materiale. A pendenza di a curva di stress vs strain per un materiale in a so regione elastica.

Forza di trazione finale = a tensione massima chì un materiale pò sustene prima di rompe.

Densità = a massa di u materiale per unità di volume.

Rigidità specifica = Modulus d'elasticità divisu da a densità di u materiale. Adupratu per paragunà materiali cù densità dissimili.

Forza di Tensile Specifica = Forza di Tensile divisa da a densità di u materiale.

Cù sta infurmazione in mente, u graficu seguente compara a fibra di carbone è l'aluminiu.

Nota: Parechji fattori ponu influenzà questi numeri. Quessi sò generalizazioni; micca misure assolute. Per esempiu, diversi materiali di fibra di carbonu sò dispunibuli cù una rigidità o una forza più altu, spessu cù un scambiu di riduzzione di altre proprietà.

Stu graficu mostra chì a fibra di carbone hà una forza di tensione specifica di circa 3,8 volte quella di l'aluminiu è una rigidità specifica di 1,71 volte quella di l'aluminiu.

Comparare e proprietà termali di fibra di carbonu è aluminiu

Dui più pruprietà chì mostranu e diffirenzii trà a fibra di carbone è l'aluminiu sò l'espansione termale è a conduttività termale.

L'espansione termale descrive cumu e dimensioni di un materiale cambianu quandu a temperatura cambia.

L'aluminiu hà circa sei volte l'espansione termale di a fibra di carbone.

Pro è Cons

Quandu prughjettanu materiali è sistemi avanzati, l'ingegneri anu da determinà quali proprietà di materiale sò più impurtanti per applicazioni specifiche. Quandu l'alta forza à u pesu o l'alta rigidità à u pesu importa, a fibra di carbone hè a scelta ovvia. In quantu à u disignu strutturale, quandu u pesu aghjuntu puderia accurtà i cicli di vita o portanu à un rendimentu scarsu, i diseggiani duveranu circà à a fibra di carbone cum'è u megliu materiale di costruzione. Quandu a durezza hè essenziale, a fibra di carbone hè facilmente cumminata cù altri materiali per ottene e caratteristiche necessarie.

E proprietà di bassa espansione termica di a fibra di carbone sò un vantaghju significativu quandu creanu prudutti chì necessitanu un altu gradu di precisione, è stabilità dimensionale in cundizioni induve a temperatura fluttua: apparecchi ottici, scanners 3D, telescopi, etc.

Ci hè ancu uni pochi svantaghji à l'usu di fibra di carbone. A fibra di carbone ùn rende micca. Sottu a carica, a fibra di carbone si curvarà ma ùn si cunformerà in permanenza à a nova forma (elastica). Una volta chì a forza di trazione finale di u materiale di fibra di carbone hè superata, a fibra di carbone falla subitu. L'ingegneri duveranu capisce stu cumpurtamentu è includenu fatturi di sicurezza per cuntà quandu cuncepisce i prudutti. I pezzi di fibra di carbonu sò ancu significativamente più caru di l'aluminiu per via di l'altu costu per pruduce a fibra di carbone è a grande capacità è sperienza implicata in a creazione di pezzi composti d'alta qualità.