อะไรคือความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคาร์บอนไฟเบอร์และเหล็ก?

ด้วยคุณสมบัติของความแข็งแรงจำเพาะสูงและโมดูลัสจำเพาะสูงคาร์บอนไฟเบอร์จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายโปรแกรม บางครั้งคนเปรียบเทียบคาร์บอนไฟเบอร์กับเหล็กโลหะ เมื่อเปรียบเทียบระหว่างคาร์บอนไฟเบอร์และโลหะเหล็กไม่ยากที่จะเห็นว่าทั้งคาร์บอนไฟเบอร์และเหล็กมีคุณสมบัติที่ไม่มีใครเทียบได้ในการใช้งานเฉพาะ แต่ถ้าคุณอยากรู้ว่าวัสดุไหนดีกว่า คุณต้องรู้ความแตกต่างที่สําคัญระหว่างคาร์บอนไฟเบอร์และเหล็ก บทความนี้จะพาคุณไปสั้น ๆ เกี่ยวกับคุณสมบัติและความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคาร์บอนไฟเบอร์และเหล็ก

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคาร์บอนไฟเบอร์และเหล็ก

เหล็กและคาร์บอนไฟเบอร์พบได้ทั่วไปในอุตสาหกรรมและการใช้งานในชีวิตประจำวันซึ่งทั้งสองมีชื่อเสียงในด้านความแข็งแรงและความทนทานที่เหนือกว่า ในการใช้งานประจำวันทั้งเหล็กและคาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุที่เชื่อถือได้และสามารถทนต่อการสึกหรอในระยะยาว แน่นอนว่ามีความแตกต่างที่สําคัญบางอย่างระหว่างทั้งสอง ส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในด้านต่อไปนี้:

01. ความแข็งแรง

แม้ว่าเหล็กโดยทั่วไปจะถือว่าเป็นวัสดุมาตรฐานในการก่อสร้างและสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมคาร์บอนไฟเบอร์นั้นแข็งแกร่งกว่าเหล็กในแง่ของอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนัก เมื่อใช้ความแข็งแรงจะถูกกำหนดโดยความต้านทานการเสียรูปหรือโมดูลัสความยืดหยุ่นของวัสดุ ทั้งคาร์บอนไฟเบอร์และเหล็กกล้ามีโมดูลัสความยืดหยุ่นมากกว่า 200 กิปป้า (GPa) ดังนั้นวัสดุทั้งสองจึงมีความแข็งและเหมาะสำหรับการใช้งานจำนวนมากในพื้นที่ที่มีความเครียดสูง

ในเมื่อโมดูลัสความยืดหยุ่นของคาร์บอนไฟเบอร์และเหล็กมีความคล้ายคลึงกัน จะบอกว่าคาร์บอนไฟเบอร์แข็งแกร่งขึ้นได้อย่างไร

นี่เป็นจุดที่ดีที่จะนำเราไปสู่ฟังก์ชั่นต่อไป ...

02. น้ำหนัก

แม้ว่าคาร์บอนไฟเบอร์และเหล็กกล้าจะมีความสามารถในการป้องกันการเสียรูปที่แข็งแกร่ง แต่ความหนาแน่นของเหล็กนั้นสูงกว่าคาร์บอนไฟเบอร์มาก โดยทั่วไปแล้ว คาร์บอนไฟเบอร์มีน้ําหนักเพียงประมาณหนึ่งในห้าของเหล็ก ซึ่งหมายความว่าภายใต้น้ําหนักเท่ากัน คาร์บอนไฟเบอร์มีความแข็งแรงประมาณห้าเท่าของเหล็ก

เนื่องจากอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่ไม่มีใครเทียบได้ (ความแข็งแรงเฉพาะ) คาร์บอนไฟเบอร์จึงเป็นตัวเลือกแรกสำหรับการใช้งานบางอย่างที่ต้องรักษาน้ำหนักให้น้อยที่สุด (เช่นการบินและอวกาศสินค้ากีฬา ฯลฯ )

03. ความต้านทานการกัดกร่อน

เรซินอีพ็อกซี่ที่บ่มสามารถทำปฏิกิริยากับแสงแดดและองค์ประกอบอื่น ๆ ได้ แต่คาร์บอนไฟเบอร์ทำจากวัสดุที่มีความเสถียรทางเคมีทนต่อการกัดกร่อนและเหมาะสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

ในทางกลับกันเหล็กมีแนวโน้มที่จะเกิดออกซิเดชันเมื่อสัมผัสกับความชื้นในชั้นบรรยากาศ (แม้ว่าโลหะผสมเหล็กบางชนิดจะมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีขึ้น) ดังนั้นคาร์บอนไฟเบอร์จึงเหนือกว่าอย่างไม่ต้องสงสัยในแง่ของความต้านทานการกัดกร่อน

04. ค่าใช้จ่าย

เหล็กมักจะเป็นวัสดุที่คุ้มค่ามากกว่าคาร์บอนไฟเบอร์ ในทางตรงกันข้ามมีหลายปัจจัยที่มีผลต่อต้นทุนคาร์บอนไฟเบอร์ซึ่งส่วนใหญ่รวมถึงต้นทุนกระบวนการผลิตต้นทุนแรงงานที่มีทักษะและต้นทุนวัสดุ การผลิตคาร์บอนไฟเบอร์จึงเป็นกระบวนการที่ใช้เวลานานมาก แต่ในที่สุดก็คุ้มค่า แม้ว่าชิ้นส่วนคาร์บอนไฟเบอร์อาจมีค่าใช้จ่ายสูงขึ้นเล็กน้อย แต่ก็มีความแข็งแรงน้ำหนักเบาและทนทานกว่าชิ้นส่วนเหล็ก

สรุปแล้วทั้งเหล็กและคาร์บอนไฟเบอร์มีความแข็งแรงมากและมีโครงสร้างที่ทนทานตามวัตถุประสงค์ ทั้งสองมีจุดแข็งและจุดยืนของตัวเองในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมและสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่าคาร์บอนไฟเบอร์จะไม่ทดแทนเหล็กในเร็ว ๆ นี้