Karbono zuntza vs aluminioa

Karbono-zuntzak aluminioa ordezkatzen ari da gero eta aplikazio ugaritan, eta hala egin du azken hamarkadetan. Zuntz hauek beren indar eta zurruntasun apartagatik ezagunak dira eta, gainera, oso arinak dira. Karbono-zuntzezko hariak hainbat erretxinekin konbinatzen dira material konposatuak sortzeko. Material konposatu hauek zuntzaren zein erretxinaren propietateak aprobetxatzen dituzte. Artikulu honek karbono zuntzaren propietateen alderaketa eskaintzen du aluminioaren eta material bakoitzaren alde on eta txarrekin batera.

Karbono zuntza vs aluminioa neurtuta

Jarraian, bi materialak alderatzeko erabili diren propietate ezberdinen definizioak daude:

Elastikotasun modulua = Material baten “zurruntasuna”. Material baten tentsioaren eta tentsioaren arteko erlazioa. Esfortzuaren vs tentsioaren kurbaren malda bere eskualde elastikoko material baterako.

Azken trakzio-erresistentzia = material batek apurtu aurretik jasan dezakeen tentsio maximoa.

Dentsitatea = materialaren masa bolumen unitateko.

Zurruntasun espezifikoa = elastikotasun modulua materialaren dentsitateaz zatituta. Dentsitate desberdineko materialak alderatzeko erabiltzen da.

Trakzio-erresistentzia espezifikoa = Trakzio-erresistentzia materialaren dentsitateaz banatuta.

Informazio hori kontuan hartuta, hurrengo taulak karbono-zuntza eta aluminioa alderatzen ditu.

Oharra: faktore askok eragin dezakete zenbaki hauetan. Hauek orokortzeak dira; ez neurketa absolutuak. Esate baterako, karbono-zuntzezko material desberdinak zurruntasun edo indar handiagoarekin daude eskuragarri, askotan beste propietate batzuen murrizketarekin.

Grafiko honek erakusten du karbono-zuntzak trakzio-erresistentzia espezifikoa duela gutxi gorabehera aluminioarena baino 3,8 aldiz handiagoa eta zurruntasun espezifikoa aluminioarena baino 1,71 aldiz handiagoa.

Karbono-zuntzaren eta aluminioaren propietate termikoak alderatuz

Karbono zuntzaren eta aluminioaren arteko desberdintasunak erakusten dituzten beste bi propietate dilatazio termikoa eta eroankortasun termikoa dira.

Hedapen termikoak tenperatura aldatzen denean material baten dimentsioak nola aldatzen diren deskribatzen du.

Aluminioak karbono-zuntzaren hedapen termikoa baino sei aldiz handiagoa du gutxi gorabehera.

Alde onak eta txarrak

Material eta sistema aurreratuak diseinatzerakoan, ingeniariek zehaztu behar dute zein materialen propietate diren garrantzitsuenak aplikazio zehatzetarako. Indar-pisu handiko edo zurruntasun-pisu handiko garrantzia dutenean, karbono-zuntza da aukera agerikoa. Egitura-diseinuari dagokionez, pisu gehitzeak bizi-zikloak laburtu ditzakeenean edo errendimendu eskasa ekar dezakeenean, diseinatzaileek karbono-zuntza hartu beharko lukete eraikuntza-material hobe gisa. Gogortasuna ezinbestekoa denean, karbono-zuntza beste material batzuekin erraz konbinatzen da beharrezko ezaugarriak lortzeko.

Karbono-zuntzaren hedapen termiko baxuko propietateak abantaila nabarmenak dira zehaztasun-maila handia eta dimentsio-egonkortasuna behar duten produktuak sortzeko tenperaturen aldaketak diren baldintzetan: gailu optikoak, 3D eskanerrak, teleskopioak, etab.

Karbono-zuntza erabiltzeak desabantaila batzuk ere baditu. Karbono zuntzak ez du etekinik ematen. Kargapean, karbono-zuntza tolestu egingo da, baina ez da betiko forma berrira (elastikoa) egokituko. Karbono-zuntzezko materialaren azken trakzio-erresistentzia gainditzen denean karbono-zuntzak huts egiten du bat-batean. Ingeniariek portaera hori ulertu behar dute eta produktuak diseinatzerakoan segurtasun-faktoreak sartu behar dituzte kontuan hartzeko. Karbono-zuntzezko piezak aluminioa baino nabarmen garestiagoak dira karbono-zuntza ekoizteko kostu handia delako eta kalitate handiko pieza konposatuak sortzeko trebetasun eta esperientzia handia delako.