Mitkä ovat tärkeimmät erot hiilikuidun ja teräksen välillä?

Hiilikuituja on käytetty laajalti monissa sovelluksissa, sillä ne hyötyvät korkean ominaislujuuden ja korkean ominaismoduulin ominaisuuksista. Joskus ihmiset vertaavat hiilikuitua metalliteräkseen. Hiilikuitua ja metalliterästä vertailtaessa ei ole vaikeaa nähdä, että sekä hiilikuidulla että teräksellä on ominaisuuksia, jotka tarjoavat vertaansa vailla olevan suorituskyvyn tietyissä sovelluksissa. Mutta jos haluat ymmärtää, mikä materiaali on parempi, sinun täytyy tietää tärkein ero hiilikuidun ja teräksen välillä. Tässä artikkelissa perehdytään lyhyesti hiilikuitujen ja teräksen ominaisuuksiin ja tärkeimpiin eroihin.

Tärkein ero hiilikuidun ja teräksen välillä

Sekä teräs että hiilikuitu ovat yleisiä teollisuudessa ja jokapäiväisessä käytössä, ja molemmat tunnetaan ensisijaisesti ylivoimaisesta lujuudestaan ja kestävyydestään. Päivittäisessä käytössä sekä teräs että hiilikuitu ovat luotettavia materiaaleja, jotka kestävät pitkäkestoista kulutusta. Mutta tietenkin näiden kahden välillä on joitakin huomattavia eroja. Tämä heijastuu pääasiassa seuraaviin näkökohtiin:

01. Vahvuus

Vaikka terästä pidetään usein standardimateriaalina rakennus- ja teollisuusolosuhteissa, hiilikuitu on itse asiassa paljon lujuutta ja painoa vahvempaa kuin teräs. Kun sitä käytetään, lujuus määritellään materiaalin muodonmuutoksen kestävyyden tai elastisuuden moduulin perusteella. Sekä hiilikuidun että teräksen elastiset moduulit ovat yli 200 gigapascalia (GPa), joten molemmat materiaalit ovat erittäin jäykkiä ja ihanteellisia moniin sovelluksiin korkean rasituksen alueilla.

Koska hiilikuidulla ja teräksellä on samanlaiset elastiset moduulit, miten voidaan sanoa, että hiilikuitu on vahvempi?

Tämä on erinomainen kohta, joka johtaa meidät seuraavaan ominaisuuteen...

02. Paino

Vaikka sekä hiilikuidulla että teräksellä on vahva muodonmuutoksen kestävyys, teräksen tiheys on paljon suurempi kuin hiilikuidulla. Yleisesti ottaen hiilikuidun paino on vain noin viidesosa teräksen painosta, eli saman painon alla hiilikuitu Vahvuus on noin viisi kertaa teräksen paino.

Hiilikuitu on vertaansa vailla olevan lujuussuhteensa (ominaislujuutensa) ansiosta ensisijainen valinta joissakin sovelluksissa, joissa paino on pidettävä minimissä (esim. ilmailu- ja urheiluvälineet jne.).

03. Korroosionkestävyys

Kovettu epoksi voi reagoida auringonvaloon ja muihin elementteihin, mutta itse hiilikuitu on valmistettu kemiallisesti vakaasta materiaalista ja se kestää korroosiota, joten se sopii erinomaisesti vaativiin ympäristöihin.

Teräs on toisaalta erittäin herkkä hapettumiselle altistuessaan ilmakehän kosteudelle (vaikka joillakin seosteräksillä on parempi korroosionkestävyys), joten hiilikuitu on epäilemättä parempi korroosionkestävyyden suhteen.

04. Kustannukset

Teräs on yleensä kustannustehokkaampi materiaali kuin hiilikuitu. Hiilikuitun kustannuksiin sen sijaan vaikuttaa monia tekijöitä, joihin kuuluvat pääasiassa valmistusprosessin kustannukset, ammattitaitoisen työvoiman kustannukset ja materiaalien kustannukset. Hiilikuitun tuottaminen on hyvin aikaa vievä prosessi, mutta se on lopulta sen arvoista. Vaikka hiilikuitukomponentit voivat maksaa hieman enemmän, ne ovat vahvempia, kevyempiä ja paljon kestävämpiä kuin teräskomponentit.

Yhteenvetona voidaan todeta, että sekä teräs että hiilikuitu ovat erittäin vahvoja, ja riippuen siitä, mihin niitä käytetään, niiden rakenne on kestävä. Molemmilla on omat vahvuutensa ja asemansa teollisuusympäristössä, ja on turvallista sanoa, että hiilikuitu ei korvaa terästä lähiaikoina.