Karbono zuntza vs aluminioa

Karbono zuntzak aluminioa ordezkatzen ari da gero eta aplikazio ugariagoetan, eta hala ari da azken hamarkadetan. Zuntz hauek oso aparteko indarra eta zurruntasuna direla eta oso arinak dira. Karbono zuntzaren kateak hainbat erretxinekin konbinatzen dira material konposatuak sortzeko. Material konposatu hauek zuntzaren eta erretxinaren propietateak aprobetxatzen dituzte. Artikulu honek karbono zuntzaren eta aluminioaren ezaugarrien konparazioa eskaintzen du, material bakoitzaren alde on eta txarrekin batera.

Karbono Zuntza vs Aluminio Neurtua

Jarraian, bi materialak alderatzeko erabilitako propietate desberdinen definizioak daude:

Elastikotasun modulua = Material baten "zurruntasuna". Material baten tentsioaren eta tentsioaren arteko erlazioa. Tentsioaren vs tentsioaren kurba material bat bere eskualde elastikoan.

Azken trakzio indarra = material batek hautsi baino lehen jasan dezakeen tentsio maximoa.

Dentsitatea = materialaren masa bolumen unitateko.

Zurruntasun espezifikoa = elastikotasun modulua materialaren dentsitatearen arabera banatuta. Dentsitate desberdineko materialak alderatzeko erabiltzen da.

Trakzio-erresistentzia espezifikoa = Materialaren dentsitatearen arabera banatutako trakzio-indarra.

Informazio hori kontuan hartuta, ondorengo taulan karbono zuntza eta aluminioa alderatzen dira.

Oharra: faktore askok eragin dezakete zenbaki horietan. Hauek orokortzeak dira; ez neurketa absolutuak. Adibidez, karbono-zuntzezko material desberdinak zurruntasun edo erresistentzia handiagoarekin daude eskuragarri, askotan beste propietate batzuk murriztearen truke.

Neurketa Karbono zuntza Aluminioa Karbonoa / Aluminioa
Konparazioa
Elastikotasun modulua (E) GPa 70 68.9 % 100
Trakzio-indarra (σ) MPa 1035 450 % 230
Dentsitatea (ρ) g / cm3 1.6 2.7 % 59
Zurruntasun espezifikoa (E / ρ) 43,8 25.6 % 171
Trakzio-erresistentzia espezifikoa (σ / ρ) 647 166 % 389

Taula honek erakusten du karbono-zuntzak trakzio-erresistentzia espezifikoa duela gutxi gorabehera aluminioaren aldean 3,8 aldiz eta aluminioarena baino 1,71 aldiz handiagoa dela.

Karbono zuntzaren eta aluminioaren propietate termikoak alderatzea

Karbono zuntzaren eta aluminioaren arteko desberdintasunak erakusten dituzten beste bi propietate dira dilatazio termikoa eta eroankortasun termikoa.

Zabaltze termikoak material baten neurriak nola aldatzen diren deskribatzen du tenperatura aldatzen denean.

Neurketa Karbono zuntza Aluminioa Aluminioa / Karbonoa
Konparazioa
Zabaltze termikoa 2 in / in / ° F 13 in / in / ° F 6.5

Aluminioak karbono zuntzaren hedapen termikoa baino sei aldiz handiagoa du.

Abantailak eta desabantailak

Material eta sistema aurreratuak diseinatzerakoan, ingeniariek zehaztu behar dute materialen propietateak zein diren garrantzitsuenak aplikazio zehatzetarako. Pisuarekiko erresistentzia handia edo pisuarekiko zurruntasun handia dutenean, karbono zuntza da bistako aukera. Egiturazko diseinuari dagokionez, pisu erantsiak bizitza zikloak laburtu edo errendimendu txarra ekar dezakeenean, diseinatzaileek karbono zuntzari begiratu beharko liokete eraikuntza material hobea den aldetik. Gogortasuna ezinbestekoa denean, karbono zuntza beste material batzuekin erraz konbinatzen da beharrezko ezaugarriak lortzeko.

Karbono zuntzaren hedapen termiko txikiko propietateak abantaila handia dira zehaztasun handia eskatzen duten produktuak sortzeko eta dimentsioko egonkortasuna tenperaturak aldatzen diren baldintzetan: gailu optikoak, 3D eskanerrak, teleskopioak, etab.

Karbono zuntza erabiltzeak desabantaila batzuk ere baditu. Karbono zuntzak ez du etekinik ematen. Kargapean, karbono zuntza okertu egingo da, baina ez da betiko molde berriarekin (elastikoa) egokituko. Karbono zuntzaren materialaren azken trakzio indarra gainditu ondoren karbono zuntzak huts egiten du bat-batean. Ingeniariek portaera hori ulertu behar dute eta produktuak diseinatzerakoan segurtasun faktoreak sartu behar dituzte. Karbono zuntzezko piezak aluminioa baino askoz ere garestiagoak dira, karbono zuntza ekoizteko kostu handia delako eta kalitate handiko pieza konposatuak sortzeko trebetasun eta esperientzia handia delako.


Mezuaren ordua: 21-21-2021