Carbon Fiber vs Aluminium

Kuelestofffaser ersetzt Aluminium an enger ëmmer méi Varietéit vun Uwendungen an huet dat fir déi lescht Joerzéngte gemaach. Dës Fasere si bekannt fir hir aussergewéinlech Kraaft a Steifheit a sinn och extrem liicht. Kuelestofffaserstrenge gi mat verschiddene Harze kombinéiert fir Kompositmaterialien ze kreéieren. Dës Kompositmaterialien profitéieren vun den Eegeschafte vu Faser an Harz. Dësen Artikel gëtt e Verglach vun den Eegeschafte vu Kuelestofffaser versus Aluminium, zesumme mat e puer Virdeeler an Nodeeler vun all Material.

Carbon Fiber vs Aluminium gemooss

Drënner sinn d'Definitioune vun de verschiddenen Eegeschafte benotzt fir déi zwee Materialien ze vergläichen:

Elastizitéitsmodul = D'"Steifheet" vun engem Material. D'Verhältnis vu Stress bis Belaaschtung fir e Material. Den Hang vun der Stress vs Belaaschtungskurve fir e Material a senger elastescher Regioun.

Ultimativer Spannkraaft = de maximale Stress, deen e Material widderstoe kann ier se briechen.

Dicht = Mass vum Material pro Eenheet Volumen.

Spezifesch Steifheit = Elastizitéitsmodul gedeelt duerch d'Dicht vum Material. Benotzt fir Material mat ënnerschiddlechen Dicht ze vergläichen.

Spezifesch Spannkraaft = Spannkraaft gedeelt duerch d'Dicht vum Material.

Mat dëser Informatioun am Kapp vergläicht déi folgend Grafik Kuelestofffaser an Aluminium.

Notiz: Vill Faktore kënnen dës Zuelen beaflossen. Dëst sinn Generalisatiounen; net absolut Miessunge. Zum Beispill si verschidde Kuelestofffasermaterialien mat méi héijer Steifheit oder Stäerkt verfügbar, dacks mat engem Ofwiesselung vun der Reduktioun vun aneren Eegeschaften.

Dës Grafik weist datt Kuelestofffaser eng spezifesch Spannkraaft vun ongeféier 3,8 Mol déi vun Aluminium huet an eng spezifesch Steifheit vun 1,71 Mol déi vun Aluminium.

Vergläicht thermesch Eegeschafte vu Kuelestofffaser an Aluminium

Zwee méi Eegeschaften déi d'Ënnerscheeder tëscht Kuelestofffaser an Aluminium weisen sinn thermesch Expansioun an thermesch Konduktivitéit.

Thermesch Expansioun beschreift wéi d'Dimensioune vun engem Material änneren wann d'Temperaturen änneren.

Aluminium huet ongeféier sechs Mol d'thermesch Expansioun vu Kuelestofffaser.

Virdeeler an Nodeeler

Wann Dir fortgeschratt Materialien a Systemer designt, mussen d'Ingenieuren bestëmmen wéi eng Materialeigenschaften am wichtegsten sinn fir spezifesch Uwendungen. Wann héich Stäerkt-zu-Gewiicht oder héich Steifheit-zu-Gewiicht wichteg ass, ass Kuelestofffaser déi offensichtlech Wiel. Wat de strukturellen Design ugeet, wann zousätzlech Gewiicht d'Liewenszykluse kéint verkierzen oder zu enger schlechter Leeschtung féieren, sollten Designer op Kuelestofffaser als dat bessert Baumaterial kucken. Wann Zähegkeet wesentlech ass, ass Kuelestofffaser einfach mat anere Materialien kombinéiert fir déi néideg Charakteristiken ze kréien.

Kuelestofffaser niddereg thermesch Expansiounseigenschaften sinn e wesentleche Virdeel wann Dir Produkter erstellt déi en héije Grad vu Präzisioun erfuerderen, an Dimensiounsstabilitéit a Bedéngungen wou Temperaturen schwanken: optesch Geräter, 3D Scanner, Teleskopen, etc.

Et ginn och e puer Nodeeler fir Kuelestofffaser ze benotzen. Kuelestofffaser gëtt net nozeginn. Ënner Belaaschtung wäert Kuelestofffaser béien, awer net permanent mat der neier Form entspriechen (elastesch). Wann d'ultimate Kraaftkraaft vum Kuelestofffasermaterial iwwerschratt ass, klappt d'Kuelestofffaser op eemol. D'Ingenieure mussen dëst Verhalen verstoen an d'Sécherheetsfaktoren enthalen fir et ze berechnen wann Dir Produkter designt. Kuelestofffaserdeeler sinn och wesentlech méi deier wéi Aluminium wéinst den héije Käschte fir Kuelestofffaser ze produzéieren an déi grouss Fäegkeet an Erfarung involvéiert fir héichqualitativ Kompositdeeler ze kreéieren.