കാർബൺ ഫൈബർ vs അലുമിനിയം

വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ കാർബൺ ഫൈബർ അലുമിനിയം മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നു, കഴിഞ്ഞ കുറച്ച് പതിറ്റാണ്ടുകളായി ഇത് ചെയ്യുന്നു. ഈ നാരുകൾ അവയുടെ അസാധാരണമായ ശക്തിക്കും കാഠിന്യത്തിനും പേരുകേട്ടതാണ്, മാത്രമല്ല വളരെ ഭാരം കുറഞ്ഞവയുമാണ്. കാർബൺ ഫൈബർ സരണികൾ വിവിധ റെസിനുകളുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് സംയോജിത വസ്തുക്കൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഈ സംയോജിത വസ്തുക്കൾ നാരുകളുടെയും റെസിൻസിൻ്റെയും ഗുണങ്ങൾ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു. ഈ ലേഖനം കാർബൺ ഫൈബറിൻ്റെ ഗുണങ്ങളും അലുമിനിയവും താരതമ്യം ചെയ്യുന്നു, ഓരോ മെറ്റീരിയലിൻ്റെയും ചില ഗുണങ്ങളും ദോഷങ്ങളും സഹിതം.

കാർബൺ ഫൈബർ vs അലുമിനിയം അളന്നു

രണ്ട് മെറ്റീരിയലുകളും താരതമ്യം ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന വ്യത്യസ്ത ഗുണങ്ങളുടെ നിർവചനങ്ങൾ ചുവടെയുണ്ട്:

ഇലാസ്തികതയുടെ മോഡുലസ് = ഒരു മെറ്റീരിയലിൻ്റെ "കാഠിന്യം". ഒരു മെറ്റീരിയലിനുള്ള സമ്മർദ്ദത്തിൻ്റെയും സമ്മർദ്ദത്തിൻ്റെയും അനുപാതം. ഒരു വസ്തുവിൻ്റെ ഇലാസ്റ്റിക് മേഖലയിലെ സ്ട്രെയിൻ വക്രത്തിൻ്റെ ചരിവ്.

ആത്യന്തിക ടെൻസൈൽ ശക്തി = ഒരു മെറ്റീരിയലിന് തകരുന്നതിന് മുമ്പ് നേരിടാൻ കഴിയുന്ന പരമാവധി സമ്മർദ്ദം.

സാന്ദ്രത = യൂണിറ്റ് വോള്യത്തിന് മെറ്റീരിയലിൻ്റെ പിണ്ഡം.

നിർദ്ദിഷ്ട കാഠിന്യം = ഇലാസ്തികതയുടെ മോഡുലസ് മെറ്റീരിയലിൻ്റെ സാന്ദ്രത കൊണ്ട് ഹരിക്കുന്നു. വ്യത്യസ്ത സാന്ദ്രതകളുള്ള മെറ്റീരിയലുകളെ താരതമ്യം ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

സ്‌പെസിഫിക് ടെൻസൈൽ സ്ട്രെങ്ത് = പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രത കൊണ്ട് ഹരിച്ച ടെൻസൈൽ ശക്തി.

ഈ വിവരങ്ങൾ മനസ്സിൽ വെച്ചുകൊണ്ട്, ഇനിപ്പറയുന്ന ചാർട്ട് കാർബൺ ഫൈബറിനെയും അലുമിനിയത്തെയും താരതമ്യം ചെയ്യുന്നു.

ശ്രദ്ധിക്കുക: പല ഘടകങ്ങളും ഈ സംഖ്യകളെ ബാധിച്ചേക്കാം. ഇവ പൊതുവൽക്കരണങ്ങളാണ്; കേവല അളവുകളല്ല. ഉദാഹരണത്തിന്, വ്യത്യസ്ത കാർബൺ ഫൈബർ മെറ്റീരിയലുകൾ ഉയർന്ന കാഠിന്യത്തോടെയോ ശക്തിയോടെയോ ലഭ്യമാണ്, പലപ്പോഴും മറ്റ് പ്രോപ്പർട്ടികൾ കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള ട്രേഡ് ഓഫ്.

കാർബൺ ഫൈബറിന് അലുമിനിയത്തേക്കാൾ ഏകദേശം 3.8 മടങ്ങ് പ്രത്യേക ടെൻസൈൽ ശക്തിയും അലൂമിനിയത്തേക്കാൾ 1.71 മടങ്ങ് പ്രത്യേക കാഠിന്യവും ഉണ്ടെന്ന് ഈ ചാർട്ട് കാണിക്കുന്നു.

കാർബൺ ഫൈബറിൻ്റെയും അലൂമിനിയത്തിൻ്റെയും താപ ഗുണങ്ങളെ താരതമ്യം ചെയ്യുന്നു

കാർബൺ ഫൈബറും അലൂമിനിയവും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം കാണിക്കുന്ന രണ്ട് സവിശേഷതകൾ കൂടി താപ വികാസവും താപ ചാലകവുമാണ്.

താപനില മാറുമ്പോൾ ഒരു മെറ്റീരിയലിൻ്റെ അളവുകൾ എങ്ങനെ മാറുന്നുവെന്ന് താപ വികാസം വിവരിക്കുന്നു.

കാർബൺ ഫൈബറിൻ്റെ ഏകദേശം ആറിരട്ടി താപ വികാസം അലുമിനിയത്തിനുണ്ട്.

ഗുണദോഷങ്ങൾ

നൂതന സാമഗ്രികളും സിസ്റ്റങ്ങളും രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുമ്പോൾ, നിർദ്ദിഷ്ട ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട മെറ്റീരിയൽ ഏതൊക്കെയാണെന്ന് എഞ്ചിനീയർമാർ നിർണ്ണയിക്കണം. ഉയർന്ന ദൃഢത-ഭാരം അല്ലെങ്കിൽ ഉയർന്ന കാഠിന്യം-ടു-ഭാരം പ്രാധാന്യമുള്ളപ്പോൾ, കാർബൺ ഫൈബറാണ് വ്യക്തമായ ചോയ്സ്. ഘടനാപരമായ രൂപകൽപ്പനയുടെ കാര്യത്തിൽ, ഭാരം കൂട്ടുന്നത് ജീവിത ചക്രങ്ങളെ ചെറുതാക്കുകയോ മോശം പ്രകടനത്തിലേക്ക് നയിക്കുകയോ ചെയ്യുമ്പോൾ, ഡിസൈനർമാർ കാർബൺ ഫൈബറിനെ മികച്ച നിർമ്മാണ വസ്തുവായി നോക്കണം. കാഠിന്യം അത്യാവശ്യമായിരിക്കുമ്പോൾ, ആവശ്യമായ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ലഭിക്കുന്നതിന് കാർബൺ ഫൈബർ മറ്റ് വസ്തുക്കളുമായി എളുപ്പത്തിൽ സംയോജിപ്പിക്കുന്നു.

ഉയർന്ന അളവിലുള്ള കൃത്യതയും താപനിലയിൽ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുണ്ടാകുന്ന സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഡൈമൻഷണൽ സ്ഥിരതയും ആവശ്യമുള്ള ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുമ്പോൾ കാർബൺ ഫൈബറിൻ്റെ കുറഞ്ഞ താപ വികാസ ഗുണങ്ങൾ ഒരു പ്രധാന നേട്ടമാണ്: ഒപ്റ്റിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ, 3D സ്കാനറുകൾ, ദൂരദർശിനികൾ മുതലായവ.

കാർബൺ ഫൈബർ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് ചില ദോഷങ്ങളുമുണ്ട്. കാർബൺ ഫൈബർ ഫലം നൽകുന്നില്ല. ലോഡിന് കീഴിൽ, കാർബൺ ഫൈബർ വളയുന്നു, പക്ഷേ പുതിയ ആകൃതിയിൽ (ഇലാസ്റ്റിക്) സ്ഥിരമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ല. കാർബൺ ഫൈബർ മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ആത്യന്തിക ടെൻസൈൽ ശക്തി കവിഞ്ഞാൽ കാർബൺ ഫൈബർ പെട്ടെന്ന് പരാജയപ്പെടുന്നു. എഞ്ചിനീയർമാർ ഈ സ്വഭാവം മനസ്സിലാക്കുകയും ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുമ്പോൾ അത് കണക്കിലെടുക്കുന്നതിനുള്ള സുരക്ഷാ ഘടകങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുത്തുകയും വേണം. കാർബൺ ഫൈബർ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഉയർന്ന ചെലവും ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള സംയുക്ത ഭാഗങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിൽ ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന മികച്ച വൈദഗ്ധ്യവും അനുഭവവും കാരണം കാർബൺ ഫൈബർ ഭാഗങ്ങൾ അലൂമിനിയത്തേക്കാൾ വളരെ ചെലവേറിയതാണ്.