Serat karbon ngganti aluminium kanthi macem-macem aplikasi lan wis ditindakake sajrone sawetara dekade kepungkur. Serat iki dikenal kanthi kekuatan lan kaku sing luar biasa lan uga entheng banget. Lembaran serat karbon digabungake karo macem-macem resin kanggo nggawe bahan komposit. Bahan komposit kasebut njupuk kauntungan saka sifat serat lan resin. Artikel iki nyedhiyakake perbandingan sifat serat karbon versus aluminium, bebarengan karo sawetara pro lan kontra saben materi.
Serat Karbon vs Aluminium Diukur
Ing ngisor iki ana definisi sifat beda sing digunakake kanggo mbandhingake rong bahan kasebut:
Modulus elastisitas = "kekakuan" bahan. Rasio tegangan kanggo regangan kanggo bahan. Kemiringan kurva tegangan vs regangan kanggo bahan ing wilayah elastis.
Kekuwatan tarik pungkasan = tegangan maksimum sing bisa ditahan bahan sadurunge pecah.
Kapadhetan = massa materi saben unit volume.
Kekakuan spesifik = Modulus elastisitas dibagi dening kepadatan materi. Digunakake kanggo mbandhingake bahan kanthi kapadhetan sing ora padha.
Kekuwatan tensile spesifik = Kekuwatan tensile dibagi karo kepadatan materi.
Kanthi informasi kasebut, grafik ing ngisor iki mbandhingake serat karbon lan aluminium.
Cathetan: Akeh faktor sing bisa mengaruhi angka kasebut. Iki minangka generalisasi; dudu pangukuran absolut. Contone, macem-macem bahan serat karbon kasedhiya kanthi kaku utawa kekuwatan sing luwih dhuwur, asring kanthi nyuda properti liyane.
| Pangukuran | Serat Karbon | alumunium | Karbon/Aluminium Bandhingan |
| Modulus elastisitas (E) GPa | 70 | 68.9 | 100% |
| Kekuwatan tarik (σ) MPa | 1035 | 450 | 230% |
| Kapadhetan (ρ) g/cm3 | 1.6 | 2.7 | 59% |
| Kekakuan spesifik (E/ρ) | 43.8 | 25.6 | 171% |
| Kekuatan tarik spesifik (σ /ρ) | 647 | 166 | 389% |
Bagan iki nuduhake yen serat karbon nduweni kekuatan tarik spesifik kira-kira 3,8 kaping luwih saka aluminium lan kaku spesifik 1,71 kali saka aluminium.
Mbandhingake sifat termal serat karbon lan aluminium
Loro sifat liyane sing nuduhake beda antarane serat karbon lan aluminium yaiku ekspansi termal lan konduktivitas termal.
Ekspansi termal nggambarake carane dimensi materi diganti nalika suhu diganti.
| Pangukuran | Serat Karbon | alumunium | Aluminium / Karbon Bandhingan |
| Ekspansi termal | 2 in/in/°F | 13 in/in/°F | 6.5 |
Aluminium duwe kira-kira enem kaping expansion termal saka serat karbon.
Pros lan Cons
Nalika ngrancang bahan lan sistem canggih, insinyur kudu nemtokake sifat materi sing paling penting kanggo aplikasi tartamtu. Nalika kekuatan dhuwur-kanggo-bobot utawa dhuwur kaku-kanggo-bobot prakara, serat karbon iku pilihan ketok. Ing babagan desain struktural, yen bobot ditambahake bisa nyepetake siklus urip utawa nyebabake kinerja sing ora apik, para desainer kudu nggoleki serat karbon minangka bahan bangunan sing luwih apik. Nalika kateguhan penting, serat karbon gampang digabungake karo bahan liyane kanggo entuk karakteristik sing dibutuhake.
Sifat ekspansi termal sing kurang saka serat karbon minangka kauntungan sing signifikan nalika nggawe produk sing mbutuhake tingkat presisi sing dhuwur, lan stabilitas dimensi ing kahanan sing owah-owahan suhu: piranti optik, pemindai 3D, teleskop, lsp.
Ana uga sawetara kekurangan kanggo nggunakake serat karbon. Serat karbon ora ngasilake. Ing beban, serat karbon bakal mlengkung nanging ora bakal cocog karo wangun anyar (elastis). Sawise kekuatan tensile pokok saka materi serat karbon ngluwihi serat karbon gagal dumadakan. Insinyur kudu ngerti prilaku iki lan kalebu faktor safety sing kudu ditrapake nalika ngrancang produk. Bagean serat karbon uga luwih larang tinimbang aluminium amarga larang regane kanggo ngasilake serat karbon lan katrampilan lan pengalaman sing apik kanggo nggawe bagean komposit sing bermutu.
Wektu kirim: Jun-24-2021