Fibra tal-Karbonju vs Aluminju

Il-fibra tal-karbonju qed tissostitwixxi l-aluminju f'varjetà dejjem tikber ta 'applikazzjonijiet u ilha tagħmel dan għal dawn l-aħħar deċennji. Dawn il-fibri huma magħrufa għas-saħħa u r-riġidità eċċezzjonali tagħhom u huma wkoll estremament ħfief. Il-fergħat tal-fibra tal-karbonju huma kkombinati ma 'diversi reżini biex joħolqu materjali komposti. Dawn il-materjali komposti jieħdu vantaġġ mill-proprjetajiet kemm tal-fibra kif ukoll tar-reżina. Dan l-artikolu jipprovdi paragun tal-proprjetajiet tal-fibra tal-karbonju kontra l-aluminju, flimkien ma 'xi vantaġġi u liżvantaġġi ta' kull materjal.

Fibra tal-Karbonju vs Aluminju Mkejla

Hawn taħt jinsabu d-definizzjonijiet tal-proprjetajiet differenti użati biex iqabblu ż-żewġ materjali:

Modulu ta 'elastiċità = L-"ebusija" ta' materjal. Il-proporzjon tal-istress għal tensjoni għal materjal. L-inklinazzjoni tal-kurva stress vs strain għal materjal fir-reġjun elastiku tiegħu.

Saħħa tat-tensjoni aħħarija = l-istress massimu li materjal jista 'jiflaħ qabel ma jinkiser.

Densità = il-massa tal-materjal għal kull unità ta' volum.

Ebusija speċifika = Modulu ta 'elastiċità diviż bid-densità tal-materjal. Użat għat-tqabbil ta' materjali b'densitajiet differenti.

Saħħa tat-tensjoni speċifika = Saħħa tat-tensjoni diviża bid-densità tal-materjal.

B'din l-informazzjoni f'moħħha, it-tabella li ġejja tqabbel il-fibra tal-karbonju u l-aluminju.

Nota: Ħafna fatturi jistgħu jaffettwaw dawn in-numri. Dawn huma ġeneralizzazzjonijiet; mhux kejl assolut. Pereżempju, materjali differenti tal-fibra tal-karbonju huma disponibbli b'ebusija jew saħħa ogħla, ħafna drabi b'kompromess fit-tnaqqis ta 'proprjetajiet oħra.

Din it-tabella turi li l-fibra tal-karbonju għandha saħħa tat-tensjoni speċifika ta 'madwar 3.8 darbiet dik tal-aluminju u ebusija speċifika ta' 1.71 darbiet dik tal-aluminju.

Tqabbil tal-proprjetajiet termali tal-fibra tal-karbonju u l-aluminju

Żewġ proprjetajiet oħra li juru d-differenzi bejn il-fibra tal-karbonju u l-aluminju huma l-espansjoni termali u l-konduttività termali.

L-espansjoni termali tiddeskrivi kif id-dimensjonijiet ta 'materjal jinbidlu meta t-temperaturi jinbidlu.

L-aluminju għandu madwar sitt darbiet l-espansjoni termali tal-fibra tal-karbonju.

Vantaġġi u Żvantaġġi

Meta jiddisinjaw materjali u sistemi avvanzati, l-inġiniera għandhom jiddeterminaw liema proprjetajiet tal-materjal huma l-aktar importanti għal applikazzjonijiet speċifiċi. Meta saħħa għolja għal piż jew ebusija għolja għall-piż kwistjonijiet, fibra tal-karbonju hija l-għażla ovvja. F'termini ta 'disinn strutturali, meta piż miżjud jista' jqassar iċ-ċikli tal-ħajja jew iwassal għal prestazzjoni fqira, id-disinjaturi għandhom iħarsu lejn il-fibra tal-karbonju bħala l-aħjar materjal tal-bini. Meta l-ebusija hija essenzjali, il-fibra tal-karbonju hija kkombinata faċilment ma 'materjali oħra biex tikseb il-karatteristiċi meħtieġa.

Il-proprjetajiet ta 'espansjoni termika baxxa tal-fibra tal-karbonju huma vantaġġ sinifikanti meta jinħolqu prodotti li jeħtieġu grad għoli ta' preċiżjoni, u stabbiltà dimensjonali f'kundizzjonijiet fejn it-temperaturi jvarjaw: apparat ottiku, skaners 3D, teleskopji, eċċ.

Hemm ukoll ftit żvantaġġi għall-użu tal-fibra tal-karbonju. Il-fibra tal-karbonju ma tagħtix. Taħt it-tagħbija, il-fibra tal-karbonju titgħawweġ iżda mhux se tikkonforma b'mod permanenti mal-forma l-ġdida (elastika). Ladarba s-saħħa tat-tensjoni aħħarija tal-materjal tal-fibra tal-karbonju tinqabeż il-fibra tal-karbonju tonqos f'daqqa. L-inġiniera għandhom jifhmu din l-imġieba u jinkludu fatturi ta 'sikurezza biex jagħtu kont għaliha meta jiddisinjaw il-prodotti. Partijiet tal-fibra tal-karbonju huma wkoll ferm aktar għaljin mill-aluminju minħabba l-ispiża għolja biex tipproduċi fibra tal-karbonju u l-ħiliet u l-esperjenza kbira involuti fil-ħolqien ta 'partijiet komposti ta' kwalità għolja.