Fibra di Carbonu vs Alluminiu

A fibra di carbone rimpiazza l'aluminiu in una varietà crescente di applicazioni è a face da l'ultimi decennii. Queste fibre sò cunnisciute per a so forza è rigidità eccezziunali è sò ancu estremamente leggere. I filamenti di fibra di carbonu sò cumbinati cù varie resine per creà materiali cumposti. Sti materiali cumposti sfruttanu e pruprietà di a fibra è di a resina. Questu articulu furnisce un paragone di e pruprietà di a fibra di carbonu versus l'aluminiu, cun qualchì vantaghju è cuntru di ogni materiale.

Fibra di Carbonu vs Aluminium Misuratu

Quì sottu sò e definizioni di e diverse pruprietà aduprate per paragunà i dui materiali:

Modulu di elasticità = A "rigidità" di un materiale. U raportu di tensione à tensione per un materiale. A pendenza di a curva di tensione vs tensione per un materiale in a so regione elastica.

Ultima resistenza à a trazione = a tensione massima chì un materiale pò suppurtà prima di rompe.

Densità = massa di u materiale per unità di vulume.

Rigidità specifica = Modulu di elasticità divisu da a densità di u materiale. Adupratu per paragunà materiali cù densità diverse.

Resistenza à a trazione specifica = Resistenza à a trazione divisa da a densità di u materiale.

Cù queste informazioni in mente, u graficu seguente confronta a fibra di carbonu è l'aluminiu.

Nota: Parechji fattori ponu influenzà questi numeri. Si tratta di generalizzazioni; micca misure assolute. Per esempiu, diversi materiali in fibra di carbonu sò dispunibuli cù una rigidità o una forza più elevate, spessu cun una compensazione in a riduzione di altre proprietà.

Misurazione Fibra di Carbonu Aluminium Carbone / Aluminium
Paragunà
Modulu di elasticità (E) GPa 70 68.9 100%
Resistenza à a trazione (σ) MPa 1035 450 230%
Densità (ρ) g / cm3 1.6 2.7 59%
Rigidità specifica (E / ρ) 43.8 25.6 171%
Resistenza à a trazione specifica (σ / ρ) 647 166 389%

Questa carta mostra chì a fibra di carbone hà una resistenza à a trazione specifica di circa 3,8 volte quella di l'aluminiu è una rigidità specifica di 1,71 volte quella di l'aluminiu.

Comparendu e proprietà termiche di a fibra di carbonu è di l'aluminiu

Dui altri pruprietà chì mostranu e differenze trà a fibra di carbone è l'aluminiu sò l'espansione termica è a conducibilità termica.

L'espansione termica descrive cumu cambianu e dimensioni di un materiale quandu cambianu e temperature.

Misurazione Fibra di Carbonu Aluminium Aluminium / Carbone
Paragunà
Espansione termica 2 in / in / ° F 13 in / in / ° F 6.5

L'alluminiu hà circa sei volte l'espansione termica di a fibra di carbone.

Pro è Cons

Quandu designanu materiali è sistemi avanzati, l'ingegneri devenu determinà quali proprietà di u materiale sò più impurtanti per applicazioni specifiche. Quandu importa alta forza à pesu o alta rigidità à pesu, a fibra di carbone hè a scelta evidente. In termini di cuncepimentu strutturale, quandu u pesu aghjuntu puderia accurtà i cicli di vita o cunduce à prestazioni scarse, i cuncettori devenu guardà à a fibra di carbonu cum'è u megliu materiale di custruzzione. Quandu a durezza hè essenziale, a fibra di carbonu hè facilmente cumminata cù altri materiali per uttene e caratteristiche necessarie.

E proprietà di bassa espansione termica di a fibra di carbonu sò un vantaghju significativu quandu si creanu prudutti chì richiedenu un altu gradu di precisione, è di stabilità dimensionale in cundizioni induve a temperatura fluttua: dispositivi ottici, scanner 3D, telescopi, ecc.

Ci hè ancu uni pochi svantaghji in l'usu di fibra di carbonu. A fibra di carbone ùn cede micca. Sottu caricu, a fibra di carbone si piegarà ma ùn si cunfurmarà in permanenza cù a nova forma (elastica). Una volta superata a forza di trazione finale di u materiale in fibra di carbonu, a fibra di carbonu fiasca improvvisamente. L'ingegneri devenu capisce stu comportamentu è includere fattori di sicurezza per tenelu conto quandu progettanu i prudutti. E parti in fibra di carbonu sò ancu significativamente più costose di l'aluminiu per via di u costu elevatu per a produzzione di fibra di carbonu è di a grande abilità è sperienza implicata in a creazione di pezzi cumposti di alta qualità.


Tempu di posta: Jun-24-2021