Көмүртек буласы жана алюминий

Көмүртек буласы алюминийдин ордун күндөн-күнгө көбөйүүдө жана акыркы ондогон жылдардан бери жасап келе жатат. Бул жипчелер өзгөчө бекемдиги жана бекемдиги менен белгилүү жана өтө жеңил. Көмүртек буласынан жасалган жиптер ар кандай чайырлар менен бириктирилип, курама материалдарды жаратат. Бул курама материалдар буланын да, чайырдын да касиеттеринен пайдаланышат. Бул макалада көмүртек буласынын алюминийге салыштырмалуу касиеттери, ар бир материалдын айрым оң жана терс жактары менен салыштыруу берилген.

Көмүртек буласы жана алюминий өлчөнөт

Төмөндө эки материалды салыштыруу үчүн колдонулган ар кандай касиеттердин аныктамалары келтирилген:

Ийкемдүүлүктүн модулу = Материалдын "катуулугу". Материал үчүн стресс менен штаммдын катышы. Анын ийкемдүү аймагындагы материал үчүн стресстин жана чыңалуунун ийри сызыгынын жантайышы.

Чыңалуу күчүнүн жогорку чеги = материал сынганга чейин көтөрө алган максималдуу стресс.

Тыгыздык = көлөмдүн бирдигиндеги материалдын массасы.

Өзгөчө катуулук = Ийкемдүүлүктүн модулу материалдын тыгыздыгына бөлүнөт. Окшош тыгыздык менен материалдарды салыштыруу үчүн колдонулат.

Өзгөчө чыңалуу бышыгы = Чыгымдын бекемдиги материалдын тыгыздыгына бөлүнөт.

Ушул маалыматты эске алып, төмөнкү диаграмма көмүртек буласы менен алюминийди салыштырат.

Эскертүү: Бул сандарга көптөгөн факторлор таасир этиши мүмкүн. Бул жалпылоолор; абсолюттук өлчөөлөр эмес. Мисалы, ар кандай көмүртек буласы материалдары жогорку катуулукка же күчкө ээ, көбүнчө башка касиеттердин төмөндөшүнө алып келет.

Өлчөө Көмүртек буласы Алюминий Көмүртек / Алюминий
Салыштыруу
Ийкемдүүлүктүн модулу (E) GPa 70 68.9 100%
Чыңалуу күчү (σ) МПа 1035 450 230%
Тыгыздыгы (ρ) г / см3 1.6 2.7 59%
Өзгөчө катуулук (E / ρ) 43.8 25.6 171%
Өзгөчө чыңалуу күчү (σ / ρ) 647 166 389%

Бул диаграмма көмүртек буласынын белгилүү бир чыңалуу күчүн алюминийден болжол менен 3,8 эсе, ал эми алюминийден 1,71 эсе катуулукту көрсөттү.

Көмүртек буласы менен алюминийдин жылуулук касиеттерин салыштыруу

Көмүртек буласы менен алюминийдин айырмачылыктарын көрсөткөн дагы эки касиет - бул жылуулук кеңейүү жана жылуулук өткөрүмдүүлүгү.

Жылуулук кеңейиши температуранын өзгөрүшүндө материалдын өлчөмдөрү кандайча өзгөрөрүн сүрөттөйт.

Өлчөө Көмүртек буласы Алюминий Алюминий / көмүртек
Салыштыруу
Термикалык кеңейүү 2 in / in / ° F 13 / in / ° F 6.5

Алюминий көмүртек буласынын жылуулук кеңейишинен болжол менен алты эсе чоң.

Оң жана терс жактары

Өркүндөтүлгөн материалдарды жана тутумдарды иштеп чыгууда инженерлер конкреттүү колдонмолор үчүн кайсы материалдык касиеттер эң маанилүү экендигин аныкташы керек. Күчтөн-салмакка же катуулуктан-салмакка чоң мааниге ээ болгондо, көмүртек буласы сөзсүз түрдө тандалат. Түзүмдүк дизайны боюнча, кошумча салмак жашоо циклдарын кыскартып же начар иштөөгө алып келсе, дизайнерлер көмүр буласын мыкты курулуш материалы катары карашы керек. Каттуулук зарыл болгондо, керектүү мүнөздөмөлөрдү алуу үчүн көмүртек буласы башка материалдар менен оңой айкалышат.

Көмүртек буласынын төмөн жылуулук кеңейүү касиеттери жогорку тактыкты талап кылган продуктуларды түзүүдө жана температуранын өзгөрүлүп турган шарттарында ченемдик туруктуулукта: оптикалык аппараттар, 3D сканерлер, телескоптор ж.б.

Көмүртек буласын колдонууда бир нече кемчиликтер бар. Көмүртек буласы түшүм бербейт. Жүктөө учурунда көмүртек буласы ийилет, бирок биротоло жаңы формага (ийкемдүү) шайкеш келбейт. Көмүртек буласы материалынын чыңалуу күчүнүн чегинен ашып кеткенден кийин, көмүртек буласы капыстан ишке ашпай калат. Инженерлер бул жүрүм-турумду түшүнүп, продукцияны иштеп чыгууда аны эске алуу үчүн коопсуздук факторлорун камтышы керек. Көмүртек буласынын бөлүктөрү алюминийден кыйла эле кымбат, себеби көмүртек буласын өндүрүү кымбат жана жогорку сапаттагы курама бөлүктөрдү түзүүдө чоң чеберчилик жана тажрыйба топтолгон.


Билдирүү убактысы: Июнь-24-2021