கார்பன் ஃபைபர் அதிகரித்து வரும் பல்வேறு பயன்பாடுகளில் அலுமினியத்தை மாற்றுகிறது மற்றும் கடந்த சில தசாப்தங்களாக அவ்வாறு செய்து வருகிறது. இந்த இழைகள் அவற்றின் விதிவிலக்கான வலிமை மற்றும் விறைப்புத்தன்மைக்கு பெயர் பெற்றவை மற்றும் மிகவும் இலகுவானவை. கார்பன் ஃபைபர் இழைகள் பல்வேறு பிசின்களுடன் இணைந்து கூட்டுப் பொருட்களை உருவாக்குகின்றன. இந்த கலப்பு பொருட்கள் ஃபைபர் மற்றும் பிசின் இரண்டின் பண்புகளையும் பயன்படுத்திக் கொள்கின்றன. இந்த கட்டுரையில் கார்பன் ஃபைபர் மற்றும் அலுமினியத்தின் பண்புகளை ஒப்பிட்டு, ஒவ்வொரு பொருளின் சில நன்மை தீமைகளையும் வழங்குகிறது.
கார்பன் ஃபைபர் vs அலுமினியம் அளவிடப்படுகிறது
இரண்டு பொருட்களையும் ஒப்பிடுவதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் வெவ்வேறு பண்புகளின் வரையறைகள் கீழே உள்ளன:
நெகிழ்ச்சியின் மாடுலஸ் = ஒரு பொருளின் "விறைப்பு". ஒரு பொருளுக்கு அழுத்தம் மற்றும் அழுத்தம் விகிதம். அதன் மீள் பகுதியில் உள்ள ஒரு பொருளுக்கான அழுத்தத்தின் சாய்வு மற்றும் திரிபு வளைவு.
இறுதி இழுவிசை வலிமை = உடைவதற்கு முன் ஒரு பொருள் தாங்கக்கூடிய அதிகபட்ச அழுத்தம்.
அடர்த்தி = ஒரு அலகு தொகுதிக்கு பொருளின் நிறை.
குறிப்பிட்ட விறைப்பு = நெகிழ்ச்சியின் மாடுலஸ் பொருளின் அடர்த்தியால் வகுக்கப்படுகிறது. வேறுபட்ட அடர்த்தி கொண்ட பொருட்களை ஒப்பிட பயன்படுகிறது.
குறிப்பிட்ட இழுவிசை வலிமை = இழுவிசை வலிமை பொருளின் அடர்த்தியால் வகுக்கப்படுகிறது.
இந்த தகவலை மனதில் கொண்டு, பின்வரும் விளக்கப்படம் கார்பன் ஃபைபர் மற்றும் அலுமினியத்தை ஒப்பிடுகிறது.
குறிப்பு: பல காரணிகள் இந்த எண்களைப் பாதிக்கலாம். இவை பொதுமைப்படுத்தல்கள்; முழுமையான அளவீடுகள் அல்ல. எடுத்துக்காட்டாக, வெவ்வேறு கார்பன் ஃபைபர் பொருட்கள் அதிக விறைப்பு அல்லது வலிமையுடன் கிடைக்கின்றன, பெரும்பாலும் மற்ற பண்புகளைக் குறைப்பதில் வர்த்தகம் செய்யப்படுகிறது.
அளவீடு | கார்பன் ஃபைபர் | அலுமினியம் | கார்பன்/அலுமினியம் ஒப்பீடு |
நெகிழ்ச்சியின் மாடுலஸ் (E) GPa | 70 | 68.9 | 100% |
இழுவிசை வலிமை (σ) MPa | 1035 | 450 | 230% |
அடர்த்தி (ρ) g/cm3 | 1.6 | 2.7 | 59% |
குறிப்பிட்ட விறைப்பு (E/ρ) | 43.8 | 25.6 | 171% |
குறிப்பிட்ட இழுவிசை வலிமை (σ /ρ) | 647 | 166 | 389% |
கார்பன் ஃபைபர் அலுமினியத்தை விட தோராயமாக 3.8 மடங்கு மற்றும் அலுமினியத்தை விட 1.71 மடங்கு விறைப்புத்தன்மை கொண்ட குறிப்பிட்ட இழுவிசை வலிமையை இந்த விளக்கப்படம் காட்டுகிறது.
கார்பன் ஃபைபர் மற்றும் அலுமினியத்தின் வெப்ப பண்புகளை ஒப்பிடுதல்
கார்பன் ஃபைபர் மற்றும் அலுமினியம் இடையே உள்ள வேறுபாடுகளைக் காட்டும் மேலும் இரண்டு பண்புகள் வெப்ப விரிவாக்கம் மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறன் ஆகும்.
வெப்பநிலை மாறும்போது ஒரு பொருளின் பரிமாணங்கள் எவ்வாறு மாறுகின்றன என்பதை வெப்ப விரிவாக்கம் விவரிக்கிறது.
அளவீடு | கார்பன் ஃபைபர் | அலுமினியம் | அலுமினியம்/கார்பன் ஒப்பீடு |
வெப்ப விரிவாக்கம் | 2 in/in/°F | 13 in/in/°F | 6.5 |
அலுமினியம் கார்பன் ஃபைபரை விட சுமார் ஆறு மடங்கு வெப்ப விரிவாக்கத்தைக் கொண்டுள்ளது.
நன்மை தீமைகள்
மேம்பட்ட பொருட்கள் மற்றும் அமைப்புகளை வடிவமைக்கும் போது, குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளுக்கு எந்த பொருள் பண்புகள் மிகவும் முக்கியமானவை என்பதை பொறியாளர்கள் தீர்மானிக்க வேண்டும். அதிக வலிமை-எடை-எடை அல்லது அதிக விறைப்பு-எடை முக்கியமென்றால், கார்பன் ஃபைபர் வெளிப்படையான தேர்வாகும். கட்டமைப்பு வடிவமைப்பைப் பொறுத்தவரை, கூடுதல் எடை வாழ்க்கைச் சுழற்சிகளைக் குறைக்கலாம் அல்லது மோசமான செயல்திறனுக்கு வழிவகுக்கும் போது, வடிவமைப்பாளர்கள் கார்பன் ஃபைபரை சிறந்த கட்டுமானப் பொருளாகப் பார்க்க வேண்டும். கடினத்தன்மை இன்றியமையாததாக இருக்கும்போது, தேவையான பண்புகளைப் பெறுவதற்கு கார்பன் ஃபைபர் மற்ற பொருட்களுடன் எளிதாக இணைக்கப்படுகிறது.
கார்பன் ஃபைபரின் குறைந்த வெப்ப விரிவாக்க பண்புகள் அதிக அளவு துல்லியம் தேவைப்படும் தயாரிப்புகளை உருவாக்கும் போது குறிப்பிடத்தக்க நன்மையாகும், மேலும் வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கமான சூழ்நிலைகளில் பரிமாண நிலைத்தன்மை: ஆப்டிகல் சாதனங்கள், 3D ஸ்கேனர்கள், தொலைநோக்கிகள் போன்றவை.
கார்பன் ஃபைபரைப் பயன்படுத்துவதில் சில குறைபாடுகளும் உள்ளன. கார்பன் ஃபைபர் பலனளிக்காது. சுமையின் கீழ், கார்பன் ஃபைபர் வளைந்துவிடும், ஆனால் நிரந்தரமாக புதிய வடிவத்திற்கு (எலாஸ்டிக்) இணங்காது. கார்பன் ஃபைபர் பொருளின் இறுதி இழுவிசை வலிமையை மீறியவுடன் கார்பன் ஃபைபர் திடீரென தோல்வியடைகிறது. பொறியாளர்கள் இந்த நடத்தையைப் புரிந்து கொள்ள வேண்டும் மற்றும் தயாரிப்புகளை வடிவமைக்கும் போது அதைக் கணக்கிடுவதற்கான பாதுகாப்பு காரணிகளை உள்ளடக்கியிருக்க வேண்டும். அலுமினியத்தை விட கார்பன் ஃபைபர் பாகங்கள் கணிசமாக விலை உயர்ந்தவை, ஏனெனில் கார்பன் ஃபைபர் தயாரிப்பதற்கான அதிக செலவு மற்றும் உயர்தர கலப்பு பாகங்களை உருவாக்குவதில் ஈடுபட்டுள்ள சிறந்த திறமை மற்றும் அனுபவம்.
இடுகை நேரம்: ஜூன்-24-2021