Was sind die wichtigsten Unterschiede zwischen Kohlefaser und Stahl?

Carbonfasern profitieren von den Eigenschaften der hohen spezifischen Festigkeit und des hohen spezifischen Moduls und sind in vielen Anwendungen weit verbreitet. Manchmal vergleichen Menschen Kohlefaser mit metallischem Stahl. Beim Vergleich von Kohlefaser und metallischem Stahl ist es nicht schwer zu erkennen, dass sowohl Kohlefaser als auch Stahl Eigenschaften haben, die eine unübertroffene Leistung in bestimmten Anwendungen bieten. Aber wenn Sie verstehen wollen, welches Material besser ist, müssen Sie den entscheidenden Unterschied zwischen Kohlefaser und Stahl kennen. In diesem Artikel werden Sie kurz die Eigenschaften und Hauptunterschiede zwischen Kohlefaser und Stahl verstehen.

Der Hauptunterschied zwischen Kohlefaser und Stahl

Sowohl Stahl als auch Kohlefaser sind in industriellen und alltäglichen Anwendungen üblich und beide sind vor allem für ihre überlegene Festigkeit und Haltbarkeit bekannt. Sowohl Stahl als auch Kohlefaser sind im Alltag zuverlässige Materialien, die langfristigen Verschleiß standhalten. Aber natürlich gibt es einige bemerkenswerte Unterschiede zwischen den beiden. Dies spiegelt sich hauptsächlich in folgenden Aspekten wider:

01. Festigkeit

Während Stahl oft als Standardmaterial im Bau und in der Industrie angesehen wird, ist Kohlefaser tatsächlich viel stärker als Stahl in Bezug auf das Festigkeits-Gewichts-Verhältnis. Bei Anwendung wird die Festigkeit durch den Widerstand eines Materials gegen Verformung oder den Elastizitätsmodul definiert. Sowohl Kohlefaser als auch Stahl haben elastische Module über 200 Gigascals (GPa), so dass beide Materialien sehr steif und ideal für viele Anwendungen in Bereichen mit hoher Beanspruchung sind.

Da Kohlefaser und Stahl ähnliche Elastizitätsmodule haben, wie kann man sagen, dass Kohlefaser stärker ist?

Dies ist ein ausgezeichneter Punkt, der uns zum nächsten Feature führt...

02. Gewicht

Obwohl sowohl Kohlefaser als auch Stahl eine starke Verformungsbeständigkeit haben, ist die Dichte von Stahl viel höher als die von Kohlefaser. Im Allgemeinen beträgt das Gewicht von Kohlenstofffaser nur etwa ein Fünftel des Gewichts von Stahl, das heißt, unter dem gleichen Gewicht Kohlenstofffaser Die Festigkeit ist etwa fünfmal so hoch wie Stahl.

Aufgrund ihres unübertroffenen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses (spezifische Festigkeit) ist Kohlefaser die erste Wahl für einige Anwendungen, bei denen Gewicht auf ein Minimum reduziert werden muss (z.B. Luft- und Raumfahrt, Sportartikel usw.).

03. Korrosionsbeständigkeit

Aushärtetes Epoxid kann auf Sonnenlicht und andere Elemente reagieren, aber Kohlefaser selbst besteht aus einem chemisch stabilen Material und ist beständig gegen Korrosion, was es perfekt für Anwendungen in rauen Umgebungen macht.

Stahl auf der anderen Seite ist extrem anfällig für Oxidation, wenn er atmosphärischer Feuchtigkeit ausgesetzt ist (obwohl einige legierte Stähle eine bessere Korrosionsbeständigkeit haben), so dass Kohlenstofffaser zweifellos überlegen ist in Bezug auf Korrosionsbeständigkeit.

04. Kosten

Stahl ist im Allgemeinen ein kostengünstigeres Material als Kohlefaser. Im Gegensatz dazu gibt es viele Faktoren, die die Kosten für Kohlefaser beeinflussen, vor allem die Kosten für den Herstellungsprozess, die Kosten für Fachkräfte und die Kosten für Materialien. Die Herstellung von Kohlefasern ist also ein sehr zeitaufwendiger Prozess, aber es lohnt sich am Ende. Während Kohlefaserkomponenten etwas mehr kosten können, sind sie stärker, leichter und viel haltbarer als Stahlkomponenten.

Zusammenfassend sind sowohl Stahl als auch Kohlefaser sehr stark und je nachdem, wofür sie verwendet werden, ist ihre Konstruktion langlebig. Beide haben ihre eigenen Stärken und Positionen im industriellen Umfeld, und es ist sicher zu sagen, dass Kohlefaser Stahl in naher Zukunft nicht ersetzen wird.