Wat zijn de belangrijkste verschillen tussen koolstofvezel en staal?

Profiterend van de kenmerken van hoge specifieke sterkte en hoge specifieke modulus, zijn koolstofvezels op grote schaal gebruikt in vele toepassingen. Soms vergelijken mensen koolstofvezel met metaalstaal. Bij het vergelijken van koolstofvezel en metaalstaal, is het niet moeilijk om te zien dat zowel koolstofvezel als staal eigenschappen hebben die ongeëvenaarde prestaties in specifieke toepassingen bieden. Maar als u wilt begrijpen welk materiaal beter is, moet u het belangrijkste verschil tussen koolstofvezel en staal kennen. Dit artikel zal u kort de kenmerken en belangrijkste verschillen tussen koolstofvezel en staal begrijpen.

Het belangrijkste verschil tussen koolstofvezel en staal

Zowel staal als koolstofvezel zijn gebruikelijk in industriële en dagelijkse toepassingen, en beide staan vooral bekend om hun superieure sterkte en duurzaamheid. In alledaagse toepassingen zijn zowel staal als koolstofvezel betrouwbare materialen die langdurige slijtage kunnen weerstaan. Maar natuurlijk zijn er enkele opmerkelijke verschillen tussen de twee. Voornamelijk weerspiegeld in de volgende aspecten:

01. Sterkte

Terwijl staal vaak wordt beschouwd als het standaardmateriaal in bouw en industriële omgevingen, koolstofvezel is eigenlijk veel sterker dan staal in termen van sterkte-gewicht verhouding. Wanneer toegepast, wordt sterkte gedefinieerd door de weerstand van een materiaal tegen vervorming, of modulus van elasticiteit. Zowel koolstofvezel als staal hebben elastische moduli boven 200 gigapascalen (GPa), dus beide materialen zijn zeer stijf en ideaal voor vele toepassingen in gebieden met hoge spanning.

Aangezien koolstofvezel en staal vergelijkbare elastische moduli hebben, hoe kan men zeggen dat koolstofvezel sterker is?

Dit is een uitstekend punt dat ons naar de volgende feature leidt...

02. Gewicht

Hoewel zowel koolstofvezel als staal sterke vervormingsweerstand hebben, is de dichtheid van staal veel hoger dan die van koolstofvezel. Over het algemeen is het gewicht van koolstofvezel slechts ongeveer een vijfde van dat van staal, dus dat wil zeggen, onder hetzelfde gewicht, koolstofvezel De sterkte is ongeveer vijf keer die van staal.

Door zijn ongeëvenaarde sterkte-gewicht verhouding (specifieke sterkte) is koolstofvezel de eerste keuze voor sommige toepassingen waar het gewicht tot een minimum moet worden beperkt (bijv. lucht- en ruimtevaart, sportartikelen, enz.).

03. Corrosiebestendigheid

Uitgehard epoxy kan reageren op zonlicht en andere elementen, maar koolstofvezel zelf is gemaakt van een chemisch stabiel materiaal en bestand tegen corrosie, waardoor het perfect is voor toepassingen in ruwe omgevingen.

Staal, aan de andere kant, is extreem gevoelig voor oxidatie wanneer blootgesteld aan atmosferisch vocht (hoewel sommige gelegeerd staal betere corrosieweerstand hebben), dus koolstofvezel is ongetwijfeld superieur in termen van corrosieweerstand.

04. Kosten

Staal is over het algemeen een kosteneffectiever materiaal dan koolstofvezel. Daarentegen zijn er veel factoren die de kosten van koolstofvezel beïnvloeden, met name de kosten van het productieproces, de kosten van geschoolde arbeid en de kosten van materialen. Het produceren van koolstofvezel is dus een zeer tijdrovend proces, maar het is het uiteindelijk waard. Hoewel koolstofvezelcomponenten iets meer kosten, zijn ze sterker, lichter en veel duurzamer dan stalen componenten.

Kortom, zowel staal als koolstofvezel zijn zeer sterk, en afhankelijk van waar ze voor worden gebruikt, is hun constructie duurzaam. Beide hebben hun eigen sterke punten en posities in industriële omgevingen, en het is veilig om te zeggen dat koolstofvezel staal op korte termijn niet zal vervangen.