Kolvetni hybridefní, ekki aðeins fyrir útlitið! Hver er nákvæmlega besta leiðin til að velja á milli aramídkolvetnis, glasakolvetnis og metallþræða

Kolvetni hybridefní, ekki aðeins fyrir útlitið! Hver er nákvæmlega besta leiðin til að velja á milli aramídkolvetnis, glasakolvetnis og metallþræða

Kolvetni hefur verið langa leyti ókunn orð í nútímavisindum og í íþróttum, þar sem hámarks árangur er leitaður. En hvort sem tókst þér að missa af því að kolvetniplekkur sé ekki alltaf svartur? Þessir samanflétta guldu og silfurlitlu þræðir eru ekki aðeins „utan um“, heldur líka gleraugu verkfræðinga sem breyta steini í gull. Í dag skulum við fara djúpt inn í þrjá stjörnuþætti í kolvetnisamblandshúðfjölskyldunni: aramíð-kolvetni, glas-kolvetni og metallþráð (hitanákvæm PET), til að sjá hvaða hæfileika þeir bera yfir sig.

Af hverju vefa saman mismunandi þræði?

Hreinn kolvetniplekkur hefir frábæra eiginleika, háa styrk, háan stífleika, lágan þyngd, en hann hefir einnig sinn eigin „Achilles-hæl“: brotlýni, lágt átaksvarnarmat, leiðir rafmagn (í sumum tilfellum er það galli) og háar kostnaður.
Kjarnamálið við hybridtækni er að "taka besta frá versta". Með því að vefa saman kolefnisvefnum og öðrum vefnum sem hafa mismunandi eiginleika, birtist "1+1 > 2" samsetningarefni sem uppfyllir kröfur ákveðinna og flókinnar forritunar.

Þrjár helstu blandaðar vefja

Kolefnisvefjablendur með Kevlar (kolefnisvefni + Kevlar-vefni)

Aðaleinkenni: Gullna samsetningu „sterkrs“ og „seigðar“. Kolefnisvefni gefur yfirburðahafnar dragsterkleika og stífni, aramídvefni (algengasta nafn „Kevlar“) gefur efnið mjög góða átaksþol og brotseigð til að leysa vandamál varðandi það að hreint kolefnisplagg er viðkvæmt fyrir brotnun; vigt aðeins 1/5 af hefðbundinni stál, en styrkur 3-5 sinnum meiri en stál; efnið er einnig mjög varanlegt gegn efnaárás og útmatt.
Lykilmunurinn: í samanburði við aðrar gerðir af blönduðum efnum er kjarnaforritin ávallt karbonásíðu efnið „álagsheldni + há mótífelling“, með hærri lengingu við brot (um 2,5 %–3,0 %, hærra en 1,5 %–2,0 % hjá hreinu karbonefni), og dettur ekki auðveldlega saman við ytri álag.

Karbónsýðuvefblöndu með glasfiber (karbónsýða + glasfiber)

Aðal-einkenni: konungurinn í verðhlutföllum, jafnvægi milli styrkleika og hagkerfi. Karbónsýða veitir uppbyggingarstífni og belastunarfærni, glasfiber lækkar kostnað (verðið er aðeins 1/3–1/2 verðs karbónsýðu), auk þess að bæta rostheldni efnsins; dragsterkur er lítill minni en aramíd-karbonsýðuvefsins, en nægilegur til að uppfylla kröfur flestra borgaraforrita; betra ljósgengi (hægt að nota í gegnséðum samsetninguefnum), einföld vinnsla, hentar vel fyrir höndvinnslu, formun o.fl. formgerðaraðferðir.

Lykilmunur: áhersla á „lágar kostnaðar“, aðeins veikari átaksþol í samanburði við aramíd-kolvetni efni, en meira en 40% hærri styrkur en hreint glasvetni efni.

Kolvetnisefni með innrennda metallílum (kolvetni + PET-íl)

Aðalkenningar: Litað að sjónvöru, viðheldur kolvetnisbyggingu, sterkri og léttvægi. Lyftir líka slíðþoli í gegnum metallíla (raunverulega hitaþráttkvik PET), stífleiki er nálægt hreinu kolvetnisefni, gefur ólíkar sjónrásarefekta og er aðallega notað í ytri hlutum eins og pique racketspjöldum og fiskistöngargripum.

Lykilmunur: aðalmunurinn við Kolvetnisblanduefni með Kevlar og Kolvetnisblanduefni með Glasvetni er í „sjónrásarútibúnaði“, ekki eingöngu í að jákvæðlega breyta styrk eða kostnaði.

Flýtileiðbeining til valgreiningar

Til að gefa ykkur fljóta yfirsýn höfum við sett saman einfalda samanburðstöflu: