Serat Karbon vs Aluminium

Serat karbon ngagantikeun aluminium dina sababaraha jinis aplikasi anu parantos ningkat sareng parantos ngalakukeun sababaraha taun ka pengker. Serat ieu dipikanyaho kusabab kakuatan anu luar biasa sareng kaku na ogé ringan pisan. Untaian serat karbon digabungkeun sareng sagala rupa résin pikeun nyiptakeun bahan komposit. Bahan komposit ieu ngamangpaatkeun sipat duanana serat sareng résin. Tulisan ieu nyayogikeun babandingan sipat serat karbon ngalawan aluminium, sareng sababaraha pro sareng kontra unggal matéri.

Serat Karbon vs Aluminium Diukur

Ieu mangrupikeun definisi tina sipat anu béda anu dipaké pikeun ngabandingkeun dua bahan:

Modulus élastisitas = "Kakuatan" bahan. Babandingan setrés pikeun galur pikeun matéri. Lamping kurva setrés vs galur pikeun matérial di daérah elastis na.

Kakuatan tarik tungtungna = setrés maksimum hiji bahan tiasa tahan sateuacan pegat.

Densitas = massa bahan per volume unit.

Kekakuan khusus = Modulus élastisitas dibagi ku kapadetan bahan. Dipaké pikeun ngabandingkeun bahan sareng kapadetan anu henteu sami.

Kakuatan tarik khusus = Kakuatan tarik dibagi ku kapadetan bahan.

Kalayan inpormasi ieu dina pikiran, bagan ieu ngabandingkeun serat karbon sareng aluminium.

Catetan: Seueur faktor tiasa mangaruhan nomer ieu. Ieu generalisasi; henteu pangukuran mutlak. Salaku conto, bahan serat karbon anu béda sayogi kalayan kakueun atanapi kakuatan anu langkung luhur, sering ku jual beuli réduksi sipat sanés.

Pangukuran Serat Karbon Aluminium Karbon / Aluminium
Babandingan
Modulus élastisitas (E) GPa 70 68.9 100%
Kakuatan tarik (σ) MPa 1035 450 230%
Dénsitas (ρ) g / cm3 1.6 2.7 59%
Kekakuan khusus (E / ρ) 43.8 25.6 171%
Kakuatan tarik anu khusus (σ / ρ) 647 166 389%

Bagan ieu nunjukkeun yén serat karbon ngagaduhan kakuatan tarik anu khusus sakitar 3,8 kalieun aluminium sareng kaku khusus 1,71 kalieun aluminium.

Ngabandingkeun sipat termal tina serat karbon sareng aluminium

Dua sipat deui anu nunjukkeun béda antara serat karbon sareng aluminium nyaéta ékspansi termal sareng konduktivitas termal.

Épansi termal ngajelaskeun kumaha diménsi hiji matérial nalika suhu robih.

Pangukuran Serat Karbon Aluminium Aluminium / Karbon
Babandingan
Ékspansi termal 2 dina / dina / ° F 13 dina / dina / ° F 6.5

Aluminium kira-kira genep kali ékspansi termal serat karbon.

Pro sareng Kontra

Nalika ngarancang matérial canggih sareng sistem, insinyur kedah nangtoskeun mana sipat bahan anu paling penting pikeun aplikasi khusus. Nalika kakuatan-to-beurat tinggi atanapi kaku-kana-beurat tinggi urusan, serat karbon mangrupikeun pilihan anu jelas. Dina hal desain struktural, nalika ditambihan beurat tiasa ngirangan siklus kahirupan atanapi ngakibatkeun kinerja anu goréng, désainer kedah ningali kana serat karbon salaku bahan wangunan anu langkung saé. Nalika kateguhan penting, serat karbon gampang digabungkeun sareng bahan sanés pikeun kéngingkeun ciri anu diperyogikeun.

Sipat ékspansi termal rendah serat karbon mangrupikeun kaunggulan penting nalika nyiptakeun produk anu peryogi tingkat presisi anu luhur, sareng stabilitas dimensi dina kaayaan suhu turun-turun: alat optik, scanner 3D, teleskop, jst.

Aya ogé sababaraha kakurangan pikeun nganggo serat karbon. Serat karbon henteu ngahasilkeun. Dina beban, serat karbon bakal ngabengkokkeun tapi moal permanén cocog sareng bentuk anyar (elastis). Sakali kakuatan tarik akhir tina bahan serat karbon ngaleuwihan serat karbon gagal ujug-ujug. Insinyur kedah ngartos kabiasaan ieu sareng ngalebetkeun faktor kaamanan pikeun nyatakeunana nalika ngarancang produk. Bagian serat karbon ogé sacara signifikan langkung mahal tibatan aluminium kusabab mahalna biaya pikeun ngahasilkeun serat karbon sareng katerampilan sareng pangalaman anu hébat dina nyiptakeun bagian komposit anu saé kualitasna.


Pos waktos: Jun-24-2021