ნახშირბადის ბოჭკოვანი ალუმინის წინააღმდეგ

ნახშირბადის ბოჭკოვანი შეცვლის ალუმინის მზარდ მრავალფეროვან გამოყენებას და ამას აკეთებს ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში. ეს ბოჭკოები ცნობილია განსაკუთრებული გამძლეობითა და სიმტკიცით და ასევე ძალიან მსუბუქია. ნახშირბადის ბოჭკოვანი ბოჭკოები შერწყმულია სხვადასხვა ფისებით და ქმნიან კომპოზიტურ მასალებს. ეს კომპოზიციური მასალები უპირატესობას ანიჭებს როგორც ბოჭკოს, ასევე ფისოვანი თვისებებით. ამ სტატიაში მოცემულია ნახშირბადის ბოჭკოვანი თვისებების შედარება ალუმინისგან, თითოეული მასალის რამდენიმე დადებითი და უარყოფითი მხარე.

ნახშირბადის ბოჭკოვანი და ალუმინის გაზომვა

ქვემოთ მოცემულია ორი თვისების შედარების მიზნით გამოყენებული სხვადასხვა თვისებების განმარტებები:

ელასტიურობის მოდული = მასალის "სიმტკიცე". სტრესისა და დაძაბულობის თანაფარდობა მასალისთვის. სტრესისა და დაძაბულობის მრუდის დახრა მასალის მის ელასტიურ რეგიონში.

საბოლოო გაჭიმვის ძალა = მაქსიმალური სტრესი, რომელსაც შეუძლია გაუძლოს მასალა გატეხვის წინ.

სიმჭიდროვე = მასალის მასა ერთ მოცულობაში.

სპეციფიკური სიმტკიცე = ელასტიურობის მოდული გაყოფილი მასალის სიმკვრივეზე. გამოიყენება განსხვავებული სიმკვრივის მქონე მასალების შედარებისთვის.

სპეციფიკური გაჭიმვის სიძლიერე = დაძაბულობის სიძლიერე დაყოფილი მასალის სიმკვრივეზე.

ამ ინფორმაციის გათვალისწინებით, შემდეგ სქემაში შედარებულია ნახშირბადის ბოჭკოვანი და ალუმინის საშუალებები.

შენიშვნა: ბევრ ფაქტორს შეუძლია გავლენა მოახდინოს ამ ციფრებზე. ეს არის განზოგადებები; არა აბსოლუტური გაზომვები. მაგალითად, ნახშირბადის ბოჭკოვანი მასალები უფრო მაღალი სიმკვრივის ან სიძლიერისაა, ხშირად სხვა თვისებების შემცირების კომპრომისით.

გაზომვა ნახშირბადის ბოჭკოვანი ალუმინის ნახშირბადი / ალუმინი
შედარება
ელასტიურობის მოდული (E) GPa 70 68.9 100%
დაძაბვის ძალა (σ) MPa 1035 450 230%
სიმკვრივე (ρ) გ / სმ 3 1.6 2.7 59%
სპეციფიკური სიმტკიცე (E / ρ) 43.8 25.6 171%
სპეციფიკური کشვის ძალა (σ / ρ) 647 166 389%

ეს დიაგრამა გვიჩვენებს, რომ ნახშირბადის ბოჭკოვანი აქვს სპეციფიკური დაძაბულობის სიძლიერე დაახლოებით 3,8-ჯერ ალუმინთან შედარებით და სპეციფიკური სიმტკიცე 1,71-ჯერ მეტი ალუმინისა.

ნახშირბადის ბოჭკოვანი და ალუმინის თერმული თვისებების შედარება

კიდევ ორი ​​თვისება, რომლებიც აჩვენებს ნახშირბადის ბოჭკოს და ალუმინის განსხვავებებს არის თერმული გაფართოება და თერმული კონდუქტომეტრული.

თერმული გაფართოებით აღწერილია, თუ როგორ იცვლება მასალის ზომები ტემპერატურის შეცვლისას.

გაზომვა ნახშირბადის ბოჭკოვანი ალუმინის ალუმინის / ნახშირბადის
შედარება
Თერმული გაფართოება 2 in / in / ° F 13 in / in / ° F 6.5

ალუმინს ნახშირბადის ბოჭკოს დაახლოებით ექვსჯერ თერმული გაფართოება აქვს.

Დადებითი და უარყოფითი მხარეები

მოწინავე მასალებისა და სისტემების შემუშავებისას ინჟინრებმა უნდა დაადგინონ რომელი მასალის თვისებებია ყველაზე მნიშვნელოვანი კონკრეტული პროგრამებისთვის. როდესაც მაღალი სიმკვრივის წონა ან მაღალი სიმტკიცე წონისთვის მნიშვნელოვანია ნახშირბადის ბოჭკოვანი არჩევანია. სტრუქტურული დიზაინის თვალსაზრისით, როდესაც დამატებითმა წონმა შეიძლება შეამციროს სასიცოცხლო ციკლები ან გამოიწვიოს ცუდი შესრულება, დიზაინერებმა ნახონ ნახშირბადის ბოჭკო, როგორც უკეთესი სამშენებლო მასალა. როდესაც სიმტკიცე აუცილებელია, ნახშირბადის ბოჭკო ადვილად კომბინირდება სხვა მასალებთან საჭირო მახასიათებლების მისაღებად.

ნახშირბადის ბოჭკოვანი დაბალი თერმული გაფართოების თვისებები მნიშვნელოვანი უპირატესობაა პროდუქტების შექმნისას, რომლებიც საჭიროებენ მაღალი სიზუსტის და განზომილებიანი სტაბილურობის პირობებში ტემპერატურაში: ოპტიკური მოწყობილობები, 3D სკანერები, ტელესკოპები და ა.შ.

ნახშირბადის ბოჭკოს გამოყენება ასევე რამდენიმე უარყოფითია. ნახშირბადის ბოჭკო არ იძლევა. დატვირთვისას, ნახშირბადის ბოჭკო მოიხრება, მაგრამ მუდმივად არ შეესაბამება ახალ ფორმას (ელასტიურს). ნახშირბადის ბოჭკოვანი მასალის საბოლოო დაძაბულობის გადაჭარბებისთანავე ნახშირბადის ბოჭკო უცებ მარცხდება. ინჟინრებმა უნდა გაიგონ ეს ქცევა და უნდა შეიცავდნენ უსაფრთხოების ფაქტორებს, რაც უნდა გაითვალისწინონ პროდუქციის დიზაინის დროს. ნახშირბადის ბოჭკოვანი ნაწილები ასევე მნიშვნელოვნად უფრო ძვირია, ვიდრე ალუმინის, ნახშირბადის ბოჭკოვანი წარმოების მაღალი ღირებულების და მაღალი დონის კომპოზიციური ნაწილების შექმნის დიდი გამოცდილებისა და გამოცდილების გამო.


საფოსტო დრო: ივნ-24-2021