Fibre ya Carbon vs Aluminium

Fiber ya kaboni inachukua nafasi ya aluminium katika aina anuwai ya matumizi na imekuwa ikifanya hivyo kwa miongo michache iliyopita. Nyuzi hizi zinajulikana kwa nguvu zao za kipekee na uthabiti na pia ni nyepesi sana. Vipande vya nyuzi za kaboni vimejumuishwa na resini anuwai kuunda vifaa vyenye mchanganyiko. Vifaa hivi vyenye mchanganyiko hutumia mali ya nyuzi na resini. Nakala hii inatoa kulinganisha mali ya kaboni nyuzi dhidi ya aluminium, pamoja na faida na hasara za kila nyenzo.

Vipimo vya Carbon vs Aluminium Imepimwa

Chini ni ufafanuzi wa mali tofauti zinazotumiwa kulinganisha vifaa hivi viwili:

Modulus ya elasticity = "ugumu" wa nyenzo. Uwiano wa dhiki kwa shida ya nyenzo. Mteremko wa mkazo dhidi ya shida ya vifaa katika mkoa wake wa elastic.

Nguvu ya mwisho ya nguvu = dhiki kubwa ambayo nyenzo zinaweza kuhimili kabla ya kuvunja.

Uzito wiani = umati wa nyenzo kwa ujazo wa kitengo.

Ugumu maalum = Moduli ya unyumbufu uliogawanywa na wiani wa nyenzo. Inatumika kwa kulinganisha vifaa na msongamano tofauti.

Nguvu maalum ya nguvu = nguvu ya nguvu iliyogawanywa na wiani wa nyenzo.

Kwa habari hii akilini, chati ifuatayo inalinganisha fiber kaboni na aluminium.

Kumbuka: Sababu nyingi zinaweza kuathiri nambari hizi. Hizi ni generalizations; sio vipimo kamili. Kwa mfano, nyenzo tofauti za nyuzi za kaboni zinapatikana kwa ugumu wa juu au nguvu, mara nyingi na biashara ya kupunguza mali zingine.

Upimaji Nyuzi za kaboni Aluminium Kaboni / Aluminium
Kulinganisha
Moduli ya elasticity (E) GPa 70 68.9 100%
Nguvu ya nguvu (σ) MPa 1035 450 230%
Uzito wiani (ρ) g / cm3 1.6 2.7 59%
Ugumu maalum (E / ρ) 43.8 25.6 171%
Nguvu maalum ya kuinua (σ / ρ) 647 166 389%

Chati hii inaonyesha kuwa nyuzi za kaboni zina nguvu maalum ya takriban mara 3.8 ya alumini na ugumu maalum wa mara 1.71 ya alumini.

Kulinganisha mali ya joto ya nyuzi za kaboni na aluminium

Sifa mbili zaidi ambazo zinaonyesha tofauti kati ya kaboni nyuzi na alumini ni upanuzi wa joto na upitishaji wa mafuta.

Upanuzi wa joto huelezea jinsi vipimo vya nyenzo hubadilika wakati joto hubadilika.

Upimaji Nyuzi za kaboni Aluminium Aluminium / Kaboni
Kulinganisha
Upanuzi wa joto 2 ndani / ndani / ° F 13 ndani / ndani / ° F 6.5

Aluminium ina takriban mara sita upanuzi wa joto wa nyuzi za kaboni.

Faida na hasara

Wakati wa kubuni vifaa na mifumo ya hali ya juu, wahandisi lazima waamua ni mali zipi muhimu zaidi kwa matumizi maalum. Wakati nguvu ya juu-kwa-uzito au ugumu wa juu-kwa-uzito, fiber kaboni ni chaguo dhahiri. Kwa suala la muundo wa muundo, uzito ulioongezwa unaweza kufupisha mizunguko ya maisha au kusababisha utendakazi duni, wabunifu wanapaswa kuangalia nyuzi za kaboni kama nyenzo bora ya ujenzi. Wakati ugumu ni muhimu, nyuzi za kaboni hujumuishwa kwa urahisi na vifaa vingine kupata sifa zinazohitajika.

Sifa za upanuzi wa chini wa mafuta ya kaboni ni faida kubwa wakati wa kuunda bidhaa ambazo zinahitaji kiwango cha juu cha usahihi, na utulivu wa hali katika hali ambazo joto hubadilika: vifaa vya macho, skena za 3D, darubini, nk.

Pia kuna hasara chache za kutumia nyuzi za kaboni. Fiber ya kaboni haitoi. Chini ya mzigo, nyuzi za kaboni zitainama lakini hazitakubaliana kabisa na umbo jipya (elastic). Mara tu nguvu ya mwisho ya vifaa vya nyuzi za kaboni inapozidi nyuzi za kaboni inashindwa ghafla. Wahandisi lazima waelewe tabia hii na wajumuishe sababu za usalama kuhesabu wakati wa kubuni bidhaa. Sehemu za nyuzi za kaboni pia ni ghali zaidi kuliko aluminium kwa sababu ya gharama kubwa ya kutoa nyuzi za kaboni na ustadi mkubwa na uzoefu unaohusika katika kuunda sehemu zenye ubora wa hali ya juu.


Wakati wa kutuma: Juni-24-2021