Serat Karbon vs Aluminium

Serat karbon ngganti aluminium kanthi macem-macem aplikasi lan wis ditindakake sawetara dekade kepungkur. Serat iki misuwur amarga kekuatan lan kaku sing luar biasa lan uga entheng. Helai serat karbon digabungake karo macem-macem resin kanggo nggawe bahan komposit. Bahan komposit kasebut nggunakake properti saka serat lan resin. Artikel iki nyedhiyakake perbandingan sifat serat karbon lawan aluminium, uga sawetara pro lan kontra kanggo saben materi.

Serat Karbon vs Aluminium sing Diukur

Ing ngisor iki minangka definisi saka macem-macem sifat sing digunakake kanggo mbandhingake rong bahan kasebut:

Modulus elastis = "Kaku" bahan. Rasio stres kanggo nyaring bahan. Kemiringan kurva stres vs galur kanggo bahan ing wilayah elastis.

Kekuwatan tarik utama = stres maksimum sing bisa tahan sadurunge rusak.

Kapadhetan = massa materi saben volume unit.

Kekakuan tartamtu = Modulus elastisitas dibagi kanthi kapadhetan bahan. Digunakake kanggo mbandhingake bahan kanthi kapadhetan sing beda.

Kekuwatan tarik khusus = Kekuwatan tarik dibagi kanthi kapadhetan bahan.

Kanthi informasi kasebut ing pikirane, diagram ing ngisor iki mbandhingake serat karbon lan aluminium.

Cathetan: Akeh faktor sing bisa nyebabake nomer kasebut. Iki minangka generalisasi; ora pangukuran mutlak. Contone, macem-macem bahan serat karbon kasedhiya kanthi kaku utawa kekuwatan sing luwih dhuwur, asring kanthi perdagangan nyuda sifat liyane.

Takeran Serat Karbon Aluminium Karbon / Aluminium
Comparison
Modulus elastisitas (E) GPa 70 68.9 100%
Kekuwatan tarik (σ) MPa 1035 450 230%
Kapadhetan (ρ) g / cm3 1.6 2.7 59%
Kekakuan tartamtu (E / ρ) 43.8 25.6 171%
Kekuwatan tarik khusus (σ / ρ) 647 166 389%

Bagan iki nuduhake manawa serat karbon duwe kekuatan tarik tartamtu udakara 3,8 kali lipat saka aluminium lan kaku tartamtu 1,71 kali lipat saka aluminium.

Mbandhingake sifat termal serat karbon lan aluminium

Rong sifat liyane sing nuduhake bedane serat karbon lan aluminium yaiku ekspansi termal lan konduktivitas termal.

Ekspansi termal nggambarake babagan carane dimensi ukuran materi nalika suhu berubah.

Takeran Serat Karbon Aluminium Aluminium / Karbon
Comparison
Ekspansi termal 2 ing / ing / ° F 13 ing / ing / ° F 6.5

Aluminium udakara nem kaping ekspansi termal saka serat karbon.

Keuntungan lan Kekurangan

Nalika ngrancang bahan lan sistem canggih, insinyur kudu nemtokake sifat material sing paling penting kanggo aplikasi tartamtu. Yen bobot-kanggo-bobot dhuwur utawa kaku-kanggo-bobot sing penting, serat karbon minangka pilihan sing jelas. Ing babagan desain struktural, yen ditambah bobot bisa nyepetake siklus urip utawa nyebabake kinerja sing kurang apik, desainer kudu ngerteni serat karbon minangka bahan bangunan sing luwih apik. Yen kateguhan penting, serat karbon gampang dikombinasikake karo bahan liyane kanggo njupuk ciri sing dibutuhake.

Properti ekspansi termal serat karbon sing sithik minangka kalodhangan sing signifikan nalika nggawe produk sing mbutuhake presisi sing dhuwur, lan stabilitas dimensi ing kahanan nalika suhu mudhun: piranti optik, scanner 3D, teleskop, lsp.

Uga ana sawetara kekurangan nggunakake serat karbon. Serat karbon ora ngasilake. Nalika mbukak, serat karbon bakal ditekuk nanging ora bakal permanen cocog karo bentuk anyar (elastis). Sawise kekuwatan utama bahan serat karbon ngluwihi serat karbon gagal ndadak. Insinyur kudu ngerti tumindak kasebut lan nyakup faktor keamanan sing kudu ditrapake nalika ngrancang produk. Bagian serat karbon uga larang regane luwih dhuwur tinimbang aluminium amarga larang regane ngasilake serat karbon lan katrampilan lan pengalaman sing hebat sajrone nggawe komponen komposit sing berkualitas.


Wektu kiriman: Jun-24-2021