Нүүрстөрөгчийн шилэн ба хөнгөн цагаан

Нүүрстөрөгчийн шилэн нь хөнгөн цагааныг олон төрлийн хэрэглээнд орлож байгаа бөгөөд үүнийг сүүлийн хэдэн арван жилийн турш хийж ирсэн. Эдгээр утаснууд нь онцгой хүч чадал, хатуу чанараараа алдартай бөгөөд маш хөнгөн жинтэй байдаг. Нүүрстөрөгчийн шилэн утас нь янз бүрийн давирхайтай нийлж нийлмэл материал үүсгэдэг. Эдгээр нийлмэл материалууд нь шилэн ба давирхайн аль алиных нь давуу талыг ашигладаг. Энэхүү нийтлэл нь нүүрстөрөгчийн шилэн ба хөнгөн цагааны шинж чанарыг харьцуулж, материал бүрийн давуу ба сул талуудыг харуулсан болно.

Нүүрстөрөгчийн шилэн ба хөнгөн цагааны хэмжилт

Хоёр материалыг харьцуулахын тулд ашигласан шинж чанаруудын тодорхойлолтыг дор харуулав.

Уян хатан байдлын модуль = Материалын "хөшүүн чанар". Материалын стресс ба омгийн харьцаа. Материалын уян харимхай муж дахь стресс ба омгийн муруйн налуу.

Эцсийн суналтын бат бэх = материал эвдрэхээс өмнө тэсвэрлэх хамгийн их стресс.

Нягт = нэгж эзэлхүүн дэх материалын масс.

Тусгай хатуулаг = Мэдрэмжийн модулийг материалын нягтралд хуваана. Материалыг хоорондоо ялгаатай нягтралтай харьцуулахад ашигладаг.

Онцгой суналтын бат бэх = Материалын нягтралд хуваагдах суналтын бат бэх.

Энэхүү мэдээллийг харгалзан дараахь хүснэгтэд нүүрстөрөгчийн шилэн ба хөнгөнцагааныг харьцуулж үзүүлэв.

Тэмдэглэл: Эдгээр тоонуудад олон хүчин зүйл нөлөөлж болно. Эдгээр нь ерөнхий ойлголт юм; үнэмлэхүй хэмжилт биш. Жишээлбэл, өөр өөр нүүрстөрөгчийн шилэн материалыг илүү өндөр хатуулаг, бат бөх чанараар олж авах боломжтой бөгөөд ихэнх тохиолдолд бусад шинж чанаруудыг бууруулдаг.

Хэмжилт Нүүрстөрөгчийн эслэг Хөнгөн цагаан Нүүрстөрөгч / хөнгөн цагаан
Харьцуулалт
Уян хатан байдлын модуль (E) GPa 70 68.9 100%
Суналтын бат бэх (σ) МПа 1035 450 230%
Нягт (ρ) г / см3 1.6 2.7 59%
Тодорхой хөшүүн чанар (E / ρ) 43.8 25.6 171%
Суналтын тодорхой хүч (σ / ρ) 647 166 389%

Энэхүү графикаас харахад нүүрстөрөгчийн шилэн нь суналтын бат бэхийн чанар нь хөнгөн цагааныхаас 3.8 дахин их, хатуу чанар нь хөнгөн цагааныхаас 1.71 дахин их байна.

Нүүрстөрөгчийн шилэн ба хөнгөн цагааны дулааны шинж чанарыг харьцуулах

Нүүрстөрөгчийн шилэн ба хөнгөн цагааны ялгааг харуулсан өөр хоёр шинж чанар нь дулааны тэлэлт ба дулаан дамжуулалт юм.

Дулааны тэлэлт нь температур өөрчлөгдөхөд материалын хэмжээ хэрхэн өөрчлөгдөхийг тодорхойлдог.

Хэмжилт Нүүрстөрөгчийн эслэг Хөнгөн цагаан Хөнгөн цагаан / Нүүрстөрөгч
Харьцуулалт
Дулааны өргөтгөл 2 in / in / ° F 13 in / in / ° F 6.5

Хөнгөн цагаан нь нүүрстөрөгчийн эслэгийн дулааны өргөтгөлөөс ойролцоогоор зургаа дахин их байдаг.

Сайн болон сул талууд

Дэвшилтэт материал, системийн зураг төслийг боловсруулахдаа инженерүүд тодорхой хэрэглээнд аль материалын шинж чанар хамгийн чухал болохыг тодорхойлох ёстой. Өндөр хүч чадал эсвэл өндөр хөшүүн чанараас хамааралтай тохиолдолд нүүрстөрөгчийн эслэг нь мэдээжийн хэрэг юм. Бүтцийн дизайны хувьд нэмэлт жин нь амьдралын мөчлөгийг богиносгож эсвэл муу гүйцэтгэлд хүргэж болзошгүй тохиолдолд дизайнерууд нүүрстөрөгчийн эслэгийг хамгийн сайн барилгын материал гэж үзэх хэрэгтэй. Хатуулаг чанар зайлшгүй шаардлагатай бол нүүрстөрөгчийн эслэгийг бусад материалтай хялбархан нэгтгэж шаардлагатай шинж чанарыг олж авна.

Нүүрстөрөгчийн эслэг нь бага дулааны тэлэлтийн шинж чанар нь өндөр нарийвчлалтай, температурын хэлбэлзэлтэй нөхцөлд хэмжээсийн тогтвортой байдал шаарддаг бүтээгдэхүүнийг бий болгоход чухал давуу тал болдог: оптик төхөөрөмж, 3D сканнер, телескоп гэх мэт.

Нүүрстөрөгчийн эслэг хэрэглэхэд цөөн хэдэн сул талууд байдаг. Нүүрстөрөгчийн эслэг нь гардаггүй. Ачаалал дор нүүрстөрөгчийн шилэн нь нугалах боловч шинэ хэлбэрт (уян хатан) байнга нийцэхгүй байх болно. Нүүрстөрөгчийн шилэн материалын суналтын бат бэхийг хэтрүүлсний дараа нүүрстөрөгчийн эслэг гэнэт бүтэлгүйтдэг. Инженерүүд энэ зан үйлийг ойлгож, бүтээгдэхүүний загвар гаргахдаа аюулгүй байдлын хүчин зүйлийг багтаасан байх ёстой. Нүүрстөрөгчийн эслэг эд ангиуд нь нүүрстөрөгчийн эслэг үйлдвэрлэхэд өндөр өртөгтэй, өндөр чанартай нийлмэл эд анги бүтээх өндөр ур чадвар, туршлагатай тул хөнгөн цагаанаас хамаагүй үнэтэй байдаг.


Бичлэгийн цаг: 6-р сарын 24-2021