ნახშირბადის ბოჭკოვანი ალუმინის წინააღმდეგ

ნახშირბადის ბოჭკო ანაცვლებს ალუმინს მრავალფეროვან გამოყენებაში და ამას აკეთებს ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში. ეს ბოჭკოები ცნობილია მათი განსაკუთრებული სიმტკიცით და სიმტკიცით და ასევე ძალიან მსუბუქი. ნახშირბადის ბოჭკოვანი ძაფები შერწყმულია სხვადასხვა ფისებთან, რათა შეიქმნას კომპოზიტური მასალები. ეს კომპოზიციური მასალები სარგებლობენ როგორც ბოჭკოვანი, ასევე ფისოვანი თვისებებით. ამ სტატიაში მოცემულია ნახშირბადის ბოჭკოს თვისებების შედარება ალუმინის წინააღმდეგ, თითოეული მასალის დადებითი და უარყოფითი მხარეებით.

ნახშირბადის ბოჭკოვანი ალუმინის წინააღმდეგ გაზომილი

ქვემოთ მოცემულია სხვადასხვა თვისებების განმარტებები, რომლებიც გამოიყენება ორი მასალის შესადარებლად:

ელასტიურობის მოდული = მასალის „სიმტკიცე“. მასალის დაძაბვის და დაძაბვის თანაფარდობა. დაძაბულობის და დაძაბულობის მრუდის დახრილობა მასალისთვის მის ელასტიურ რეგიონში.

დაჭიმვის საბოლოო სიმტკიცე = მაქსიმალური დაძაბულობა, რომელსაც მასალას შეუძლია გაუძლოს გატეხვამდე.

სიმკვრივე = მასალის მასა ერთეულ მოცულობაზე.

სპეციფიკური სიმტკიცე = ელასტიურობის მოდული გაყოფილი მასალის სიმკვრივეზე. გამოიყენება განსხვავებული სიმკვრივის მასალების შესადარებლად.

სპეციფიკური დაჭიმვის სიმტკიცე = დაჭიმვის სიმტკიცე გაყოფილი მასალის სიმკვრივეზე.

ამ ინფორმაციის გათვალისწინებით, შემდეგი სქემა ადარებს ნახშირბადის ბოჭკოს და ალუმინს.

შენიშვნა: ბევრმა ფაქტორმა შეიძლება გავლენა მოახდინოს ამ ციფრებზე. ეს არის განზოგადებები; არა აბსოლუტური გაზომვები. მაგალითად, სხვადასხვა ნახშირბადის ბოჭკოვანი მასალები ხელმისაწვდომია უფრო მაღალი სიმტკიცით ან სიმტკიცით, ხშირად სხვა თვისებების შემცირებით.

ეს სქემა გვიჩვენებს, რომ ნახშირბადის ბოჭკოს აქვს სპეციფიკური დაჭიმვის სიმტკიცე დაახლოებით 3,8-ჯერ მეტი ალუმინისა და სპეციფიკური სიხისტე 1,71-ჯერ მეტი ალუმინის.

ნახშირბადის ბოჭკოსა და ალუმინის თერმული თვისებების შედარება

კიდევ ორი ​​თვისება, რომელიც აჩვენებს განსხვავებას ნახშირბადის ბოჭკოსა და ალუმინს შორის არის თერმული გაფართოება და თერმული კონდუქტომეტრული.

თერმული გაფართოება აღწერს, თუ როგორ იცვლება მასალის ზომები ტემპერატურის ცვლილებისას.

ალუმინს აქვს დაახლოებით ექვსჯერ მეტი თერმული გაფართოება ნახშირბადის ბოჭკოზე.

დადებითი და უარყოფითი მხარეები

მოწინავე მასალებისა და სისტემების შემუშავებისას, ინჟინერებმა უნდა განსაზღვრონ, რომელი მასალის თვისებებია ყველაზე მნიშვნელოვანი კონკრეტული აპლიკაციებისთვის. როდესაც მნიშვნელობა აქვს წონაზე მაღალი სიმტკიცის ან მაღალი სიხისტის წონას, ნახშირბადის ბოჭკოვანი აშკარა არჩევანია. სტრუქტურული დიზაინის თვალსაზრისით, როდესაც დამატებულმა წონამ შეიძლება შეამციროს სიცოცხლის ციკლი ან გამოიწვიოს ცუდი შესრულება, დიზაინერებმა უნდა გამოიყურებოდეს ნახშირბადის ბოჭკოვანი, როგორც უკეთესი სამშენებლო მასალა. როდესაც სიმტკიცე აუცილებელია, ნახშირბადის ბოჭკოვანი ადვილად ერწყმის სხვა მასალებს საჭირო მახასიათებლების მისაღებად.

ნახშირბადის ბოჭკოების დაბალი თერმული გაფართოების თვისებები მნიშვნელოვანი უპირატესობაა პროდუქტების შექმნისას, რომლებიც საჭიროებენ მაღალი ხარისხის სიზუსტეს და განზომილების სტაბილურობას ტემპერატურის მერყეობის პირობებში: ოპტიკური მოწყობილობები, 3D სკანერები, ტელესკოპები და ა.შ.

ნახშირბადის ბოჭკოს გამოყენებას ასევე აქვს რამდენიმე უარყოფითი მხარე. ნახშირბადის ბოჭკოვანი არ იძლევა მოსავალს. დატვირთვის ქვეშ, ნახშირბადის ბოჭკოვანი მოხრილი იქნება, მაგრამ მუდმივად არ შეესაბამება ახალ ფორმას (ელასტიური). მას შემდეგ, რაც ნახშირბადის ბოჭკოვანი მასალის საბოლოო დაჭიმვის ძალა გადააჭარბებს, ნახშირბადის ბოჭკო მოულოდნელად იშლება. ინჟინრებმა უნდა გაიგონ ეს ქცევა და შეიტანონ უსაფრთხოების ფაქტორები, რათა გაითვალისწინონ ეს პროდუქტების დიზაინის დროს. ნახშირბადის ბოჭკოვანი ნაწილები ასევე მნიშვნელოვნად უფრო ძვირია, ვიდრე ალუმინი, ნახშირბადის ბოჭკოს წარმოების მაღალი ღირებულებისა და მაღალი ხარისხის კომპოზიტური ნაწილების შექმნის დიდი უნარებისა და გამოცდილების გამო.