కార్బన్ ఫైబర్ vs అల్యూమినియం

కార్బన్ ఫైబర్ అల్యూమినియంను వివిధ రకాలైన అనువర్తనాలలో భర్తీ చేస్తోంది మరియు గత కొన్ని దశాబ్దాలుగా అలా చేస్తోంది. ఈ ఫైబర్స్ అసాధారణమైన బలం మరియు దృ g త్వానికి ప్రసిద్ది చెందాయి మరియు చాలా తేలికైనవి కూడా. కార్బన్ ఫైబర్ తంతువులు వివిధ రెసిన్లతో కలిపి మిశ్రమ పదార్థాలను సృష్టిస్తాయి. ఈ మిశ్రమ పదార్థాలు ఫైబర్ మరియు రెసిన్ రెండింటి లక్షణాలను సద్వినియోగం చేసుకుంటాయి. ఈ వ్యాసం కార్బన్ ఫైబర్ వర్సెస్ అల్యూమినియం యొక్క లక్షణాలతో పాటు ప్రతి పదార్థం యొక్క కొన్ని లాభాలు మరియు నష్టాలను అందిస్తుంది.

కార్బన్ ఫైబర్ vs అల్యూమినియం కొలుస్తారు

రెండు పదార్థాలను పోల్చడానికి ఉపయోగించే వివిధ లక్షణాల నిర్వచనాలు క్రింద ఉన్నాయి:

స్థితిస్థాపకత యొక్క మాడ్యులస్ = ఒక పదార్థం యొక్క “దృ ff త్వం”. ఒక పదార్థం కోసం ఒత్తిడి యొక్క నిష్పత్తి. ఒత్తిడి యొక్క వాలు దాని సాగే ప్రాంతంలో ఒక పదార్థం కోసం స్ట్రెయిన్ కర్వ్.

అల్టిమేట్ తన్యత బలం = విచ్ఛిన్నమయ్యే ముందు పదార్థం తట్టుకోగల గరిష్ట ఒత్తిడి.

సాంద్రత = యూనిట్ వాల్యూమ్‌కు పదార్థం యొక్క ద్రవ్యరాశి.

నిర్దిష్ట దృ ff త్వం = స్థితిస్థాపకత యొక్క మాడ్యులస్ పదార్థం యొక్క సాంద్రతతో విభజించబడింది. అసమాన సాంద్రతలతో పదార్థాలను పోల్చడానికి ఉపయోగిస్తారు.

నిర్దిష్ట తన్యత బలం = తన్యత బలం పదార్థం యొక్క సాంద్రతతో విభజించబడింది.

ఈ సమాచారాన్ని దృష్టిలో ఉంచుకుని, కింది చార్ట్ కార్బన్ ఫైబర్ మరియు అల్యూమినియంతో పోలుస్తుంది.

గమనిక: అనేక అంశాలు ఈ సంఖ్యలను ప్రభావితం చేస్తాయి. ఇవి సాధారణీకరణలు; సంపూర్ణ కొలతలు కాదు. ఉదాహరణకు, వేర్వేరు కార్బన్ ఫైబర్ పదార్థాలు అధిక దృ ff త్వం లేదా బలంతో లభిస్తాయి, తరచుగా ఇతర లక్షణాలను తగ్గించడంలో ట్రేడ్-ఆఫ్ ఉంటుంది.

కొలత కార్బన్ ఫైబర్ అల్యూమినియం కార్బన్ / అల్యూమినియం
పోలిక
స్థితిస్థాపకత (E) GPa యొక్క మాడ్యులస్ 70 68.9 100%
తన్యత బలం (σ) MPa 1035 450 230%
సాంద్రత (ρ) గ్రా / సెం 3 1.6 2.7 59%
నిర్దిష్ట దృ ff త్వం (E / ρ) 43.8 25.6 171%
నిర్దిష్ట తన్యత బలం (σ /) 647 166 389%

ఈ చార్ట్ కార్బన్ ఫైబర్ అల్యూమినియం కంటే సుమారు 3.8 రెట్లు నిర్దిష్ట తన్యత బలాన్ని కలిగి ఉందని మరియు అల్యూమినియం కంటే 1.71 రెట్లు నిర్దిష్ట దృ ff త్వం కలిగి ఉందని చూపిస్తుంది.

కార్బన్ ఫైబర్ మరియు అల్యూమినియం యొక్క ఉష్ణ లక్షణాలను పోల్చడం

కార్బన్ ఫైబర్ మరియు అల్యూమినియం మధ్య తేడాలను చూపించే మరో రెండు లక్షణాలు ఉష్ణ విస్తరణ మరియు ఉష్ణ వాహకత.

ఉష్ణోగ్రతలు మారినప్పుడు పదార్థం యొక్క కొలతలు ఎలా మారుతాయో ఉష్ణ విస్తరణ వివరిస్తుంది.

కొలత కార్బన్ ఫైబర్ అల్యూమినియం అల్యూమినియం / కార్బన్
పోలిక
ఉష్ణ విస్తరణ 2 in / in / ° F. 13 in / in / ° F. 6.5

అల్యూమినియంలో కార్బన్ ఫైబర్ యొక్క ఉష్ణ విస్తరణ సుమారు ఆరు రెట్లు ఉంటుంది.

లాభాలు మరియు నష్టాలు

అధునాతన పదార్థాలు మరియు వ్యవస్థలను రూపకల్పన చేసేటప్పుడు, నిర్దిష్ట అనువర్తనాలకు ఏ పదార్థ లక్షణాలు చాలా ముఖ్యమైనవో ఇంజనీర్లు నిర్ణయించాలి. అధిక బలం నుండి బరువు లేదా అధిక దృ ff త్వం నుండి బరువు వరకు, కార్బన్ ఫైబర్ స్పష్టమైన ఎంపిక. నిర్మాణ రూపకల్పన పరంగా, అదనపు బరువు జీవిత చక్రాలను తగ్గించగలదు లేదా పేలవమైన పనితీరుకు దారితీస్తుంది, డిజైనర్లు కార్బన్ ఫైబర్‌ను మంచి నిర్మాణ సామగ్రిగా చూడాలి. మొండితనం తప్పనిసరి అయినప్పుడు, అవసరమైన లక్షణాలను పొందడానికి కార్బన్ ఫైబర్ ఇతర పదార్థాలతో సులభంగా కలుపుతారు.

కార్బన్ ఫైబర్ యొక్క తక్కువ ఉష్ణ విస్తరణ లక్షణాలు అధిక స్థాయి ఖచ్చితత్వం అవసరమయ్యే ఉత్పత్తులను సృష్టించేటప్పుడు మరియు ఉష్ణోగ్రతలు హెచ్చుతగ్గులకు గురయ్యే పరిస్థితులలో డైమెన్షనల్ స్థిరత్వం: ఆప్టికల్ పరికరాలు, 3 డి స్కానర్లు, టెలిస్కోప్‌లు మొదలైనవి.

కార్బన్ ఫైబర్ వాడటానికి కొన్ని నష్టాలు కూడా ఉన్నాయి. కార్బన్ ఫైబర్ ఫలితం ఇవ్వదు. లోడ్ కింద, కార్బన్ ఫైబర్ వంగి ఉంటుంది, కానీ కొత్త ఆకారానికి (సాగే) శాశ్వతంగా అనుగుణంగా ఉండదు. కార్బన్ ఫైబర్ పదార్థం యొక్క అంతిమ తన్యత బలం మించిపోయిన తర్వాత కార్బన్ ఫైబర్ అకస్మాత్తుగా విఫలమవుతుంది. ఇంజనీర్లు ఈ ప్రవర్తనను అర్థం చేసుకోవాలి మరియు ఉత్పత్తులను రూపకల్పన చేసేటప్పుడు భద్రతా కారకాలను కలిగి ఉండాలి. కార్బన్ ఫైబర్ భాగాలు అల్యూమినియం కన్నా చాలా ఖరీదైనవి ఎందుకంటే కార్బన్ ఫైబర్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి అధిక వ్యయం మరియు అధిక-నాణ్యత మిశ్రమ భాగాలను రూపొందించడంలో గొప్ప నైపుణ్యం మరియు అనుభవం ఉన్నాయి.


పోస్ట్ సమయం: జూన్ -24-2021