Ածխածնային մանրաթելն ընդդեմ ալյումինի

Ածխածնային մանրաթելը փոխարինում է ալյումինին ավելի ու ավելի շատ կիրառություններում և դա անում է վերջին մի քանի տասնամյակների ընթացքում: Այս մանրաթելերը հայտնի են իրենց բացառիկ ամրությամբ և կոշտությամբ, ինչպես նաև չափազանց թեթև են: Ածխածնային մանրաթելերի թելերը համակցվում են տարբեր խեժերի հետ՝ կոմպոզիտային նյութեր ստեղծելու համար: Այս կոմպոզիտային նյութերն օգտվում են ինչպես մանրաթելի, այնպես էլ խեժի հատկություններից: Այս հոդվածը ներկայացնում է ածխածնի մանրաթելի և ալյումինի հատկությունների համեմատություն, ինչպես նաև յուրաքանչյուր նյութի որոշ դրական և բացասական կողմեր:

Ածխածնի մանրաթելն ընդդեմ ալյումինի չափված

Ստորև բերված են երկու նյութերը համեմատելու համար օգտագործվող տարբեր հատկությունների սահմանումները.

Առաձգականության մոդուլ = նյութի «կոշտությունը»: Նյութի լարվածության և լարման հարաբերակցությունը: Սթրեսն ընդդեմ լարման կորի թեքությունն իր առաձգական հատվածում գտնվող նյութի համար:

Վերջնական առաձգական ուժ = առավելագույն սթրեսը, որը նյութը կարող է դիմակայել մինչև կոտրվելը:

Խտություն = նյութի զանգվածը մեկ միավորի ծավալով:

Հատուկ կոշտություն = Առաձգականության մոդուլը բաժանված է նյութի խտության վրա: Օգտագործվում է տարբեր խտություններով նյութերը համեմատելու համար։

Հատուկ առաձգական ուժ = Առաձգական ուժը բաժանված է նյութի խտությամբ:

Հաշվի առնելով այս տեղեկատվությունը, հետևյալ աղյուսակը համեմատում է ածխածնի մանրաթելն ու ալյումինը:

Նշում. Շատ գործոններ կարող են ազդել այս թվերի վրա: Սրանք ընդհանրացումներ են. ոչ բացարձակ չափումներ. Օրինակ, տարբեր ածխածնային մանրաթելային նյութեր հասանելի են ավելի բարձր կոշտությամբ կամ ամրությամբ, հաճախ այլ հատկությունների կրճատմամբ:

Այս գծապատկերը ցույց է տալիս, որ ածխածնային մանրաթելն ունի հատուկ առաձգական ուժ՝ մոտավորապես 3,8 անգամ, քան ալյումինը, իսկ հատուկ կոշտությունը՝ 1,71 անգամ ալյումինից:

Ածխածնի մանրաթելի և ալյումինի ջերմային հատկությունների համեմատություն

Եվս երկու հատկություն, որոնք ցույց են տալիս ածխածնի մանրաթելի և ալյումինի միջև եղած տարբերությունները՝ ջերմային ընդարձակումն ու ջերմային հաղորդունակությունն են:

Ջերմային ընդլայնումը նկարագրում է, թե ինչպես են փոխվում նյութի չափերը, երբ ջերմաստիճանը փոխվում է:

Ալյումինը մոտավորապես վեց անգամ գերազանցում է ածխածնի մանրաթելի ջերմային ընդլայնումը:

Լավ և դեմ

Առաջադեմ նյութեր և համակարգեր նախագծելիս ինժեներները պետք է որոշեն, թե որ նյութի հատկություններն են առավել կարևոր հատուկ կիրառությունների համար: Երբ կարևոր է բարձր ամրությունը քաշի կամ բարձր կոշտության նկատմամբ, ածխածնային մանրաթելն ակնհայտ ընտրություն է: Կառուցվածքային ձևավորման առումով, երբ ավելացված քաշը կարող է կրճատել կյանքի ցիկլերը կամ հանգեցնել վատ կատարողականի, դիզայներները պետք է դիտարկեն ածխածնի մանրաթելը՝ որպես ավելի լավ շինանյութ: Երբ կարծրությունը անհրաժեշտ է, ածխածնի մանրաթելը հեշտությամբ համակցվում է այլ նյութերի հետ՝ անհրաժեշտ բնութագրերը ստանալու համար:

Ածխածնային մանրաթելի ցածր ջերմային ընդարձակման հատկությունները զգալի առավելություն են, երբ ստեղծում են այնպիսի ապրանքներ, որոնք պահանջում են բարձր ճշգրտություն և ծավալային կայունություն ջերմաստիճանի տատանումների պայմաններում՝ օպտիկական սարքեր, 3D սկաներներ, աստղադիտակներ և այլն:

Կան նաև ածխածնային մանրաթելերի օգտագործման մի քանի թերություններ. Ածխածնի մանրաթելը չի ​​զիջում: Բեռի տակ ածխածնի մանրաթելը կծկվի, բայց մշտապես չի համապատասխանի նոր ձևին (առաձգական): Երբ ածխածնային մանրաթելային նյութի վերջնական առաձգական ուժը գերազանցում է, ածխածնային մանրաթելը հանկարծակի ձախողվում է: Ինժեներները պետք է հասկանան այս վարքագիծը և ներառեն անվտանգության գործոններ՝ արտադրանքը նախագծելիս հաշվի առնելու համար: Ածխածնային մանրաթելից մասերը նույնպես զգալիորեն ավելի թանկ են, քան ալյումինը՝ ածխածնային մանրաթելերի արտադրության բարձր արժեքի և բարձրորակ կոմպոզիտային մասեր ստեղծելու մեծ հմտության և փորձի պատճառով: