¿Cuál es la principal diferencia entre fibra de carbono y acero?

La fibra de carbono ha sido ampliamente utilizada en muchos campos debido a su alta resistencia específica y alto módulo específico. A veces la gente compara fibra de carbono con acero metálico. Cuando se comparan las fibras de carbono y el acero metálico, no es difícil ver que las fibras de carbono y el acero tienen propiedades incomparables en aplicaciones específicas. Pero si quieres saber qué material es mejor, necesitas saber la diferencia clave entre fibra de carbono y acero. En este trabajo se presentan brevemente las características y las principales diferencias entre la fibra de carbono y el acero.

Principales diferencias entre fibra de carbono y acero

El acero y la fibra de carbono son comunes en aplicaciones industriales y cotidianas, y son conocidos por su excelente resistencia y durabilidad. En la aplicación diaria, el acero y la fibra de carbono son materiales confiables que pueden soportar el desgaste a largo plazo. Pero, por supuesto, hay algunas diferencias significativas entre los dos. Se refleja principalmente en los siguientes aspectos:

01. Fuerza

Aunque el acero se considera generalmente un material estándar en entornos arquitectónicos e industriales, la fibra de carbono es en realidad mucho más fuerte que el acero en términos de relación fuerza - peso. En la aplicación, la resistencia se define por la resistencia a la deformación o el Módulo elástico del material. Tanto la fibra de carbono como el acero tienen un Módulo elástico superior a 200 gigapascales (GPA), por lo que ambos materiales son muy duros y adecuados para muchas aplicaciones en áreas de alto estrés.

¿Dado que la fibra de carbono y el acero tienen un Módulo elástico similar, cómo se puede decir que la fibra de carbono es más fuerte?

Esta es una buena idea, nos lleva a la siguiente función...

02. Peso

Aunque tanto la fibra de carbono como el acero tienen una fuerte resistencia a la deformación, la densidad del acero es mucho mayor que la de la fibra de carbono. En general, la fibra de carbono pesa sólo alrededor de una quinta parte del peso del acero, es decir, aproximadamente cinco veces más fuerte que el acero en el mismo peso.

Debido a su incomparable relación fuerza - peso (resistencia específica), la fibra de carbono es la primera opción para aplicaciones que deben mantener el peso al mínimo (por ejemplo, aeroespacial, artículos deportivos, etc.).

03. Resistencia a la corrosión

La resina epoxi curada puede reaccionar a la luz solar y otros elementos, pero la fibra de carbono en sí está hecha de materiales químicamente estables que son resistentes a la corrosión y adecuados para su uso en ambientes duros.

Por otra parte, el acero se oxida fácilmente cuando está expuesto a la humedad atmosférica (aunque algunos aceros de aleación tienen una mejor resistencia a la corrosión), por lo que la fibra de carbono es sin duda superior en resistencia a la corrosión.

04. Costo

El acero suele ser más rentable que la fibra de carbono. En comparación, hay muchos factores que influyen en el costo de la fibra de carbono, como el costo del proceso de fabricación, el costo de la mano de obra calificada y el costo de los materiales. Por lo tanto, la producción de fibra de carbono es un proceso que consume mucho tiempo, pero al final vale la pena. Aunque los componentes de fibra de carbono pueden ser ligeramente más caros, son más robustos, más ligeros y más duraderos que los componentes de acero.

En resumen, el acero y las fibras de carbono son muy fuertes y, dependiendo de su uso, su construcción es duradera. Ambos tienen sus propias ventajas y posiciones en la industria, por lo que se puede decir con seguridad que la fibra de carbono no reemplazará al acero a corto plazo.