Koolstofvezel tsjin aluminium

Koolstoffezel ferfangt aluminium yn in tanimmend ferskaat oan tapassingen en hat dat de lêste desennia dien. Dizze fezels binne bekend om har útsûnderlike krêft en styfens en binne ek ekstreem lichtgewicht. Strengen fan koalstoffezel wurde kombineare mei ferskate harsen om gearstalde materialen te meitsjen. Dizze gearstalde materialen profitearje fan 'e eigenskippen fan sawol glêstried as hars. Dit artikel biedt in ferliking fan 'e eigenskippen fan koalstofvezel tsjin aluminium, tegearre mei wat foar- en neidielen fan elk materiaal.

Koolstofvezel tsjin aluminium mjitten

Hjirûnder binne de definysjes fan 'e ferskillende eigenskippen dy't brûkt wurde om de twa materialen te fergelykjen:

Modulus fan elastisiteit = De "styfheid" fan in materiaal. De ferhâlding fan stress foar spanning foar in materiaal. De skeante fan 'e spanning tsjin stamkurve foar in materiaal yn syn elastyske regio.

Ultieme treksterkte = de maksimale spanning dy't in materiaal kin wjerstean foardat it brekt.

Befolkingstichtens = massa fan it materiaal per folume fan ienheid.

Spesifike styfheit = Modulus fan elastisiteit dield troch de tichtens fan it materiaal. Wurdt brûkt foar it fergelykjen fan materialen mei ferskillende densiteiten.

Spesifike treksterkte = Treksterkte dield troch de tichtens fan it materiaal.

Mei dizze ynformaasje yn 't sin, fergelykje de folgjende skema koalstoffezel en aluminium.

Opmerking: In protte faktoaren kinne ynfloed hawwe op dizze getallen. Dit binne generalisaasjes; net absolute mjittingen. Bygelyks binne ferskate koolstoffezelmaterialen te krijen mei hegere styfens of sterkte, faak mei in ôfwaging yn reduksje fan oare eigenskippen.

Mjitting Koalstoffaser Aluminium Koalstof / Aluminium
Fergeliking
Modulus fan elastisiteit (E) GPa 70 68.9 100%
Treksterkte (σ) MPa 1035 450 230%
Dichtheid (ρ) g / cm3 1.6 2.7 59%
Spesifike styfheit (E / ρ) 43.8 25.6 171%
Spesifike treksterkte (σ / ρ) 647 166 389%

Dizze grafyk lit sjen dat koalstofvezel in spesifike treksterkte hat fan likernôch 3.8 kear dy fan aluminium en in spesifike styfheit fan 1.71 kear dy fan aluminium.

Fergelykje termyske eigenskippen fan koalstoffezel en aluminium

Twa mear eigenskippen dy't de ferskillen sjen litte tusken koalstofvezel en aluminium binne termyske útwreiding en termyske konduktiviteit.

Termyske útwreiding beskriuwt hoe't de ôfmjittings fan in materiaal feroarje as temperatueren feroarje.

Mjitting Koalstoffaser Aluminium Aluminium / Koalstof
Fergeliking
Termyske útwreiding 2 yn / yn / ° F 13 yn / yn / ° F 6.5

Aluminium hat sawat seis kear de termyske útwreiding fan koalstoffezel.

Foar-en neidielen

By ûntwerp fan avansearre materialen en systemen moatte yngenieurs bepale hokker materiaaleigenskippen it wichtichste binne foar spesifike applikaasjes. As hege krêft oant gewicht as hege styfheid nei gewicht wichtich is, is koalstoffezel de foar de hân lizzende kar. Yn termen fan struktureel ûntwerp, as tafoege gewicht de libbenssyklusen koartere kin of liede kin ta minne prestaasjes, moatte ûntwerpers nei koolstofvezel sjen as it bettere bouwmateriaal. As hurdens essensjeel is, wurdt koalstoffezel maklik kombineare mei oare materialen om de nedige skaaimerken te krijen.

De lege thermyske útwreidingseigenskippen fan koalstoffaser binne in wichtich foardiel by it meitsjen fan produkten dy't in hege mjitte fan presysiteit nedich binne, en dimensjoneel stabiliteit yn omstannichheden wêr't temperatueren skommelje: optyske apparaten, 3D-scanners, teleskopen, ensfh.

D'r binne ek in pear neidielen oan it brûken fan koalstoffezel. Koalstoffezel levert net op. Under lading sil koalstoffezel bûge, mar sil net permanint oanpasse oan 'e nije foarm (elastysk). Sadree't de ultime trekfeardigens fan it materiaal fan koalstoffezel oerstutsen is, mislearret koalstoffezel ynienen. Yngenieurs moatte dit gedrach begripe en befeiligingsfaktoaren opnimme om dêr rekken mei te meitsjen by it ûntwerpen fan produkten. Underdielen fan koalstoffezel binne ek signifikant djoerder dan aluminium fanwegen de hege kosten om koalstoffezel te produsearjen en de grutte feardigens en ûnderfining belutsen by it meitsjen fan gearstalde ûnderdielen fan hege kwaliteit.


Posttiid: Jun-24-2021