कार्बन फायबर विरुद्ध ॲल्युमिनियम

कार्बन फायबर ॲल्युमिनियमची जागा वाढवत आहे आणि गेल्या काही दशकांपासून ते करत आहे. हे तंतू त्यांच्या अपवादात्मक ताकद आणि कडकपणासाठी ओळखले जातात आणि ते अत्यंत हलके देखील आहेत. मिश्रित पदार्थ तयार करण्यासाठी कार्बन फायबर स्ट्रँड विविध रेजिनसह एकत्र केले जातात. हे मिश्रित पदार्थ फायबर आणि राळ या दोन्ही गुणधर्मांचा फायदा घेतात. हा लेख प्रत्येक सामग्रीच्या काही साधक आणि बाधकांसह कार्बन फायबर विरुद्ध ॲल्युमिनियमच्या गुणधर्मांची तुलना प्रदान करतो.

कार्बन फायबर वि ॲल्युमिनियम मोजलेले

खाली दोन सामग्रीची तुलना करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या भिन्न गुणधर्मांच्या व्याख्या आहेत:

लवचिकतेचे मापांक = सामग्रीचा “कठोरपणा”. सामग्रीसाठी ताण आणि ताण यांचे गुणोत्तर. त्याच्या लवचिक प्रदेशातील सामग्रीसाठी ताण वि स्ट्रेन वक्रचा उतार.

अंतिम तन्य शक्ती = सामग्री तोडण्यापूर्वी जास्तीत जास्त ताण सहन करू शकते.

घनता = सामग्रीचे वस्तुमान प्रति युनिट खंड.

विशिष्ट कडकपणा = सामग्रीच्या घनतेने भागलेले लवचिकतेचे मॉड्यूलस. भिन्न घनतेसह सामग्रीची तुलना करण्यासाठी वापरले जाते.

विशिष्ट तन्य सामर्थ्य = सामग्रीच्या घनतेने भागलेली तन्य शक्ती.

ही माहिती लक्षात घेऊन, खालील तक्त्यामध्ये कार्बन फायबर आणि ॲल्युमिनियमची तुलना केली आहे.

टीप: अनेक घटक या संख्यांवर परिणाम करू शकतात. हे सामान्यीकरण आहेत; परिपूर्ण मोजमाप नाही. उदाहरणार्थ, विविध कार्बन फायबर सामग्री जास्त कडकपणा किंवा ताकदीसह उपलब्ध आहे, बहुतेक वेळा इतर गुणधर्म कमी करून व्यापार बंद होते.

हा तक्ता दर्शवितो की कार्बन फायबरमध्ये ॲल्युमिनियमच्या अंदाजे 3.8 पट आणि ॲल्युमिनियमच्या 1.71 पट विशिष्ट कडकपणा आहे.

कार्बन फायबर आणि ॲल्युमिनियमच्या थर्मल गुणधर्मांची तुलना करणे

कार्बन फायबर आणि ॲल्युमिनियममधील फरक दर्शवणारे आणखी दोन गुणधर्म म्हणजे थर्मल विस्तार आणि थर्मल चालकता.

थर्मल विस्तार तापमान बदलते तेव्हा सामग्रीचे परिमाण कसे बदलतात याचे वर्णन करते.

ॲल्युमिनियममध्ये कार्बन फायबरच्या थर्मल विस्ताराच्या अंदाजे सहा पट आहे.

साधक आणि बाधक

प्रगत सामग्री आणि प्रणाली डिझाइन करताना, अभियंत्यांनी विशिष्ट अनुप्रयोगांसाठी कोणते भौतिक गुणधर्म सर्वात महत्वाचे आहेत हे निर्धारित केले पाहिजे. जेव्हा उच्च ताकद-ते-वजन किंवा उच्च कडकपणा-ते-वजन महत्त्वाचे असते, तेव्हा कार्बन फायबर ही स्पष्ट निवड असते. स्ट्रक्चरल डिझाईनच्या दृष्टीने, जेव्हा जास्त वजनामुळे जीवन चक्र कमी होऊ शकते किंवा खराब कार्यप्रदर्शन होऊ शकते, तेव्हा डिझायनरांनी कार्बन फायबरकडे चांगले बांधकाम साहित्य म्हणून पाहिले पाहिजे. जेव्हा कणखरपणा आवश्यक असतो, तेव्हा आवश्यक वैशिष्ट्ये प्राप्त करण्यासाठी कार्बन फायबर सहजपणे इतर सामग्रीसह एकत्र केले जाते.

कार्बन फायबरचे कमी थर्मल विस्तार गुणधर्म ही उत्पादने तयार करताना एक महत्त्वपूर्ण फायदा आहे ज्यांना तापमानात चढ-उतार होत असलेल्या परिस्थितीत उच्च प्रमाणात अचूकता आणि आयामी स्थिरता आवश्यक आहे: ऑप्टिकल उपकरणे, 3D स्कॅनर, दुर्बिणी इ.

कार्बन फायबर वापरण्याचे काही तोटे देखील आहेत. कार्बन फायबर मिळत नाही. लोड अंतर्गत, कार्बन फायबर वाकले जाईल परंतु नवीन आकार (लवचिक) कायमस्वरूपी एकरूप होणार नाही. एकदा का कार्बन फायबर सामग्रीची अंतिम तन्य शक्ती ओलांडली की कार्बन फायबर अचानक निकामी होते. अभियंत्यांनी हे वर्तन समजून घेतले पाहिजे आणि उत्पादनांची रचना करताना सुरक्षा घटकांचा समावेश केला पाहिजे. कार्बन फायबरचे पार्ट्स ॲल्युमिनियमपेक्षा लक्षणीयरीत्या महाग आहेत कारण कार्बन फायबर तयार करण्यासाठी जास्त खर्च येतो आणि उच्च-गुणवत्तेचे संमिश्र भाग तयार करण्यात उत्तम कौशल्य आणि अनुभव असतो.