Kolvetni á móti glasvef: Hvers vegna er svo mikil munur á verði og afköstum fyrir sömu vef?

Kolvetni á móti glasvef: Hvers vegna er svo mikil munur á verði og afköstum fyrir sömu vef?

Hefurðu nokkurn tíma undrað þig yfir þessu? Dýr trefjistyppa úr kolefnissambandi getur kostað þúsundir dollara, en venjuleg glertrefjistyppa fæst fyrir tugum dollara. Sama orðið „trefja“ er notað og hljómar eins og frændur, en af hverju er svo mikil munur á verði og afköstum að skapa „áðlaðan“ og „almennan“ mun? Í dag skulum við taka okkur saman kolefnistrefju og glertrefju, þessa pör í „trefjafjölskyldunni“, og sjá hvað raunverulega liggur á milli þeirra.

Frá ólíkum uppruna: „arvingjar félaganna“ og „gerendurnir“ í efnaheimi.

Til að skilja muninn verðum við að byrja á „ættfræðinni“.

Fiberglass

Aðalinniheldurinn er kísil og þessi grunnefni eru í miklu yfirflugi á jörðinni á láglögnum kostnaði. Með háhitasameyðingu, dregningu og öðrum aðferðum er borið fram glertrefja. Hún er eins og algengur uppruni en mjög harðvinnandi „gerandi“, sem ber sig gegn heiminum með góðu verðlagsmun.

Karbonsvifur

Aðalhlutinn er kolefni. Forsendur þess eru venjulega lífræn möttul efni eins og polýakrýlnítríl, asbólt eða vískósílífílur. Þessi snúningur verður að fara í gegnum þúsundgráðu hitameðhöndlun, svo sem karbóníkun og grafítun, undir verndarloftgervi, til að losna við ekki-kolefnisatóm, og lokum saman mynda yfirslag efni sem inniheldur meira en 90% kolefni. Ferlið er flókið, orkuflutt, með sterka tæknilegar hindranir, og í efna- og vefjaðgerðum er því kallað "stál". Kolefnissnípa er þess vegna einnig alin með mikilli áherslu, krefjandi mikla neyslu á auðlindum fjármagn "ríkur annarri samtíðarinnar" eða "efstu leikmenn".
Af upprunalegu er ákveðið að kostnaður sé mismunandi. Annars staðar er notað „sand“, hinsvegar „efnafræðileg grunnefni + flókið ferli“, og kolefnissnípu „forréttindi“ verð er fastlagt á upphafi.

Brekkukeppni í afköstum: Af hverju er kolefnissnípa „konungurinn“?

Ekki nægir að skoða eigindaskrár, við verðum að skoða raunveruleikan. Hér er birtur samanburðartöflu yfir afköst til að gefa ykkur hugmynd:

Lestu á „línuþjöppu“ :Þú getur hugsað um línuþjöppu sem „stífleika“ efnisins.

Fiberglass

Eins og harður rygg, er hann sterkur og deyr ekki auðveldlega, en þegar þú bilar hann með aflinu, beygir hann sig og breytist mikið.

Karbonsvifur

Eins og harður stálstöng, er hann ekki aðeins sterkur heldur einnig mjög varnarhætt gegn brotmyndun. Notar sama afl til að bila, næstum hreyfist hann ekki.
Þessi eiginleiki „að ekki beygjast“ er af ákveðnum áhrifum í hámarkssviðinu. Til dæmis:

(1) F1-bíll: ramminn verður að vera afar stífur til að halda nákvæmri stjórnun við hárar hraða í sveiflum, og hvaða sem er lítil breyting er fataleg.
(2) Loftfarasvið: vængir og flugeldar krefjast lágmarks breytinga undir miklum álagi til að tryggja lofthæfni og öryggi.
(3) Hár mark badmintonracket: í ákútinni sem boltinn er skoruð, því minni breytingin er á racketskepnun, því beinari er aflfærslan, því skýrari er tilfinningin, sem er reynsla „kolrör með háan hitastig“.

Hverr hefir sína eigin veikleika

kolefnisvefur:

(1) brotthætt: þó að það sé hard og sterkt, er það vonandi á örvuþolvi; við hrjáðan álag frá sharp hlutum er auðvelt að brotna í staðinn fyrir að beygjast.
(2) Leiðni: þetta er bæði kostur og galli. Þar sem reyfist varðveitingu (eins og í rafvélum), verður það falið hættuhlaki.
(3) Verð: aftur, dýrt!

Fiberglass

(1) góð elstni: örvuþolvi er betra en kolefnisvatn, gæti aðeins sprungið eftir álag, ekki strax krossnað.
(2) Góð varmaíhlýming: frábærir rafmagnsvarmaíhlýmingar efni, með fjölbreyttari notkunarmöguleikum.
(3) Kostnaðarafur: þar sem ekki er krafist yfirborðs stífleika og léttvægi er hann óhliðraður konungur verðbótunnar.

Notkunarflötur

„Skilnaðurinn á starfum“ milli tveggja tegunda fiberanna er vel viðurkenndur og er í grundvallaratriðum jafnvægisspeli milli „ávinningakröfu“ og „kostnaðarframsetningar“:

Kolvetnissímul: „ávinningakonungurinn“ á hágæðasviðinu

(1) Loftfar og geimferðir: flugvélar, satellítahylur (30% minni vigt getur mikið dragið úr eldsneytisnotkun og kostnaði vegna rýmingar);
(2) Hágæðaframleiðsla: líkam hljómsamra bíla, F1 keppniseldingar, kolvetnissímulshjól (með tilliti til bæði styrkleika og léttvægis);
(3) Íþróttavörur: hámarksmálshöfn, fiskaðarker, skíð (hár sprungustuðull, nákvæmari tilfinning)
(4) Sérstök aðstæður: læknavélbúnaður, herlífar (há hitaþol, áburðarþol og engin truflun á segulsviði).

Glerplasta: „Raunhæf leikur“ í almannanauðugri hlutum

(1) Byggingaítrótt: utanhitavarmunarplötor, glerspisuystar plötu, andspyrnuskipulagðar veggplötor (veðurþolnar og ódýrar);
(2) Flutningur: kælihólur fyrir flutningsvagnar, hylki fyrir herðaveggi, venjuleg skipshylki (andspyrnuskipulögð, auðvelt til að mynda);
(3) Raf- og rafrásarefni: undirlag fyrir raflagnaborð, innblástursyxa (góð varmeining, kostnaðseffektíft);
(4) Dagleg not plastik furnýtur með glösum úr glasvafi (FRP), umhverfisvænir ruslaborðar, rör (varanleg og með kostnaðarstjórnun).

Til að summa upp: hvers vegna er bilin svo breið?

Aftur á upprunalega spurninguna, svarið er ljóst:

Háefni og ferli: Undirbúningur kolefnissýlu er „fenixurinn sem vaknar“ og kostnaður við háefni og ferli er miklu hærri en við „smeltu-dregin“ glasvaf.

Afköstamörk: Kolefnissýla ná í sérstakar styrkleika- og sértægjuvíddirnar, tvær lykilgreiningar, sem slá saman glasvaf, sérstaklega á sviði stífleika og vegini minnkun, og er því ómunandi.

Markaður og markmið: Kolefnissýla felur í sér framúrskarandi iðugreinar og fílugsneytendur, og er „tækni-dregin“ vara; glasvafur er djúparlega gróinn í fjölbreyttum iðnaðar- og borgaraþotum, og er „markaðsdregin“ vara.

Svo næst sem þú veginn угgið fiska- eða bikarfiðrildi úr kolgrófum, er það ekki aðeins léttleiki og ostyfni vöruinnar sem þú finnur, heldur einnig öll nýjustu efnifræði, flókin tækni og átök við að ná sér í mesta afkoma. Glerplasti, hins vegar, er kyrr, trúlegur og ábyrgur „gamall vinur“ í lífinu okkar.