Uglerod tolasi va alyuminiy

Uglerod tolasi tobora ko'payib borayotgan alyuminiy o'rnini bosadi va so'nggi bir necha o'n yilliklar davomida shunday qilmoqda. Ushbu tolalar ajoyib kuch va qat'iylik bilan mashhur bo'lib, ular juda engil. Uglerod tolasi iplari turli xil qatronlar bilan birlashtirilib, kompozit materiallar hosil qiladi. Ushbu kompozitsion materiallar ham tola, ham qatronlar xususiyatlaridan foydalanadi. Ushbu maqola uglerod tolasining alyuminiyga nisbatan xususiyatlarini taqqoslashni va har bir materialning ba'zi ijobiy va salbiy tomonlarini taqdim etadi.

Uglerod tolasi va alyuminiy o'lchovlari

Quyida ikkita materialni taqqoslash uchun ishlatiladigan turli xil xususiyatlarning ta'riflari keltirilgan:

Elastiklik moduli = Materialning "qattiqligi". Material uchun kuchlanish va kuchlanishning nisbati. Uning elastik mintaqasidagi material uchun kuchlanish va kuchlanish egri chizig'ining qiyaligi.

Uzoq muddatli tortishish kuchi = material sinishdan oldin bardosh beradigan maksimal stress.

Zichlik = materialning massa birligi uchun massasi.

Maxsus qattiqlik = Elastiklik moduli materialning zichligiga bo'linadi. Materiallarni bir-biriga o'xshash bo'lmagan zichlik bilan taqqoslash uchun foydalaniladi.

Maxsus tortishish kuchi = valentlik kuchi material zichligiga bo'linadi.

Ushbu ma'lumotni hisobga olgan holda quyidagi jadval uglerod tolasi va alyuminiyni taqqoslaydi.

Izoh: Ushbu raqamlarga ko'plab omillar ta'sir qilishi mumkin. Bu umumlashmalar; mutlaq o'lchovlar emas. Masalan, turli xil uglerod tolasi materiallari yuqori qattiqlik yoki kuchga ega bo'lib, ko'pincha boshqa xususiyatlarning pasayishiga olib keladi.

O'lchov Uglerod tolasi Alyuminiy Uglerod / alyuminiy
Taqqoslash
Elastiklik moduli (E) GPa 70 68.9 100%
Uzatilish kuchi (σ) MPa 1035 450 230%
Zichlik (r) g / sm3 1.6 2.7 59%
Maxsus qattiqlik (E / r) 43.8 25.6 171%
Uzoqqa chidamlilik kuchi (σ / r) 647 166 389%

Ushbu jadval uglerod tolasining o'ziga xos tortishish kuchini alyuminiydan taxminan 3,8 baravar, qattiqligidan esa alyuminiydan 1,71 baravar ko'proq ekanligini ko'rsatadi.

Uglerod tolasi va alyuminiyning issiqlik xususiyatlarini taqqoslash

Uglerod tolasi va alyuminiy o'rtasidagi farqni ko'rsatadigan yana ikkita xususiyat - bu issiqlik kengayishi va issiqlik o'tkazuvchanligi.

Issiqlik kengayishi harorat o'zgarganda materialning o'lchamlari qanday o'zgarishini tavsiflaydi.

O'lchov Uglerod tolasi Alyuminiy Alyuminiy / uglerod
Taqqoslash
Termal kengayish 2 dyuym / ° F 13 dyuym / ° F 6.5

Alyuminiy uglerod tolasining issiqlik kengayishidan olti baravar ko'pdir.

Ijobiy va salbiy tomonlari

Murakkab materiallar va tizimlarni loyihalashda muhandislar aniq dasturlar uchun qaysi moddiy xususiyatlarning eng muhim ekanligini aniqlashlari kerak. Og'irligi og'irligi yoki qattiqligi og'irligi yuqori bo'lsa, uglerod tolasi aniq tanlovdir. Strukturaviy dizayn nuqtai nazaridan, qo'shimcha og'irlik hayot davrlarini qisqartirishi yoki yomon ishlashga olib kelishi mumkin bo'lsa, dizaynerlar uglerod tolasiga eng yaxshi qurilish materiali sifatida qarashlari kerak. Qattiqlik zarur bo'lganda, uglerod tolasi kerakli xususiyatlarni olish uchun boshqa materiallar bilan osonlikcha birlashtiriladi.

Uglerod tolasining past issiqlik kengayish xususiyatlari yuqori aniqlik va harorat o'zgaruvchan sharoitlarda o'lchovli barqarorlikni talab qiluvchi mahsulotlarni yaratishda muhim afzallik hisoblanadi: optik qurilmalar, 3D skanerlar, teleskoplar va boshqalar.

Uglerod tolasidan foydalanishning bir nechta kamchiliklari ham mavjud. Uglerod tolasi hosil bermaydi. Yuk ostida uglerod tolasi egilib qoladi, lekin yangi shaklga (elastik) doimiy ravishda mos kelmaydi. Bir marta uglerod tolasi materialining tortishish kuchi oshib ketgandan so'ng, uglerod tolasi to'satdan ishlamay qoladi. Muhandislar ushbu xatti-harakatni tushunishlari va mahsulotlarni loyihalashda uni hisobga olish uchun xavfsizlik omillarini kiritishlari kerak. Uglerod tolasi qismlari alyuminiyga qaraganda ancha qimmatga tushadi, chunki uglerod tolasini ishlab chiqarish uchun yuqori narx va yuqori sifatli kompozit qismlarni yaratishda katta mahorat va tajriba mavjud.


Xabar vaqti: 24-2021 iyun