CFRP tihedus on tema õnnestumise retsept


Süsinikkiu tugevdatud plastiku (CFRP) või süsiniku otsustav tunnus on selle kerge kaal ja tohutu kandevõime. Süsiniku madal tihedus ja kõrge kiudainete sisaldus CFRP-s muudavad materjali lennundustööstuses asendamatuks materjaliks.

Kerge ja stabiilne

Paljude materjalide puhul on stabiilsuse ja tõmbetugevuse tõus nende tiheduse suhtes lineaarne. Mida raskem on materjal, seda vastupidavam saab reageerida igasuguse jõu mõjule. Kõige tüüpilisem näide on teras, mille tihedus algab umbes 7,8 grammi kuupmeetri kohta.

Metallide hulgas on kerge alumiiniumist madalaim tihedus umbes 2,8 grammi kuupmeetri kohta. Selle korrosioonikindlus ja vastupidavus tõmbejõudude vastu muudab selle populaarseks materjaliks, kuid puudub jäikus ja survetugevus.

tippvõimsus

CFK komposiitmaterjal hoiab endiselt kõrgeimatel koormusklassidel, sest materjali puit vähendab materjali keskmise tihedusega 1,5 grammi kuupmeetri kohta. Seotud klaaskiudude tihedus ei ole ligikaudu 2,1 grammi kuupmeetri kohta oluliselt suurem.

Süsinikkiud, mis koosnevad rohkem kui 95% puhtast süsinikust, saavutavad koormuse väärtused, mida materjal GRP ei suuda. Eelkõige on CFRP-ga sarnane tugevus purunemiskiiruse suhtes peaaegu kaks korda kõrgem kui GFRP puhul.

Võrreldes teiste materjalidega

Kõige tavalisemate materjalide hulka kuulub kõige tavalisemate materjalide tiheduse võrdlemine tõmbetugevusega ja konkreetse rebimisjõuga CFK:

CFRP, tihedus 1,5 g / cm³, tõmbetugevus 900, purunemiskiirus 60
GRP, tihedus 2,1 g / cm³, tõmbetugevus 720, purunemiskiirus 34
Alumiinium, tihedus 2,8 g / cm3, tõmbetugevus 350, murdepikkus 13
Titaan, tihedus 4,5 g / cm3, tõmbetugevus 800, murdepikkus 18
Teras, 7,8 g / cm³, tõmbetugevus 1100, murdepikkus 14
Puit umbes 0,5 g / cm3, tõmbetugevus 100, purunemiskiirus 20

Kui terase asemel kasutatakse materjali CFRP, saavutab see ühe viiendiku kaalust sama tõmbetugevuse ja jäikuse. Materjalil on peaaegu mingit väsimust, nii et CFRP omadused jäävad pika eluea jooksul muutumatuks.

Nõuanded ja trikid

Kui soovite CFRP-d valmistada või kasutada, on värvimuutus võimalik ainult väliskattega. Süsinikkiud on visuaalselt õiglased nende nimede järgi, kuna toorikud ja komponendid saab toota ainult tahma.


Video Board: