Көміртегі талшық пен шыны талшық: бір тектес талшық үшін баға мен өнімділікте неге осыншалықты үлкен айырмашылық бар?

Көміртегі талшық пен шыны талшық: бір тектес талшық үшін баға мен өнімділікте неге осыншалықты үлкен айырмашылық бар?

Сіз бұл туралы ойланған шығарсыз. Жоғары сапалы көміртегі талшықтан жасалған балық аулау қармағы мыңдаған доллар тұруы мүмкін, ал қарапайым шыны талшықтан жасалған қармақ — ондаған долларға сатып алуға болады. Екеуі де «талшық», атаулары туыстай естіледі, бірақ бағасы мен сапасы бойынша бірі «әдепті» де, екіншісі «қарапайым» болып қалады. Бүгін біз көміртегі талшық пен шыны талшық — «талшық отбасының» бұл туыстарын жақыннан қарап шығамыз да, олардың ішкі жағынан шынымен қандай айырмашылықтары барын көреміз.

Әр түрлі тұқымнан: материалдар әлеміндегі «бай балалар» мен «еңбекқорлар».

Айырмашылықты түсіну үшін, біз олардың «туқымынан» бастауымыз керек.

Стекловолокно

Негізгі құраушы — кремний, бұл шикізат жер бетінде үлкен қорда және төменгі құнымен қолжетімді. Жоғары температурада балқыту, созу және басқа да процестер арқылы шыны талшық жасалады. Бұл әлеммен баға тиімділігі арқылы шығарынды жасайтын ортақ түпкілікті, бірақ өте қатты «орындаушы» сияқты.

Көміртекті талшықтар

Негізгі компоненті — көміртегі. Оның алдында көбінесе полииакрилонитрил, мазут немесе вискозды талшықтар сияқты органикалық полимерлер болады. Бұл жіңішке талшықтар инертті газ қорғанысында мыңдаған градус температурада көміртектілендіру мен графиттелу өңдеуінен өтуі тиіс, нәтижесінде көміртегі емес атомдар шығарылып, соңында 90% астам көміртегісі бар супер материал пайда болады. Бұл процесс күрделі, энергия сыйымды, техникалық кедергілері жоғары, материалдар өнеркәсібінде оны «болат» деп атайды. Сондықтан көміртегі талшық - бұл үлкен ресурстар жұмсай отырып қамқорлықпен өсірілген ресурстар "бай екінші ұрпақ" немесе "жоғарғы спортшылар" сияқты.
Туғаннан бастап баға айырмашылықтары белгіленген. «Құмның» пайдаланылуы, «химиялық шикізат + күрделі үдеріс» пайдаланылуы, басында көміртегі талшығының «әдемі» бағасы жатыр.

Өнімділік PK: Неліктен көміртегі талшығы «патша»?

Резюмелерге қарау жеткіліксіз, нақты нәтижелерге назар аударуымыз керек. Сізге түсінік беру үшін өнімділік салыстыру кестесі:

"Модульге" назар аударыңыз :Модульді материалдың "қаттылығы" деп ойлауға болады.

Стекловолокно

Қатты қамыс сияқты, ол мықты және оңай тартылып кетпейді, бірақ күш қолданып сындырғанда, ол майысып және деформацияланады.

Көміртекті талшықтар

Қатты болаттан жасалған таяқша сияқты, ол тек мықты ғана емес, сонымен қатар деформацияға өте төзімді. Сындыру үшін сіз бірдей күшті қолдансаңыз, ол едәуір қозғалмайды.
"Майыспау" сипаты жоғары дәлдікті қажет ететін салаларда маңызды рөл атқарады. Мысалы:

(1) F1 машинасы: жылдам бұрылу кезінде дәл басқару қабілетін сақтау үшін рама өте қатты болуы керек, кішкентай деформация да өлімге әкелуі мүмкін.
(2) Әуежаю және ғарыш: қанат пен фюзеляждың құрылымы аэродинамикалық сипаттамалар мен қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін жоғары жүктеме кезінде минималды деформациялануы тиіс.
(3) Ең жақсы бадминтон ракеткасы: допқа соққан сәтте ракетка шеңберінің деформациясы неғұрлым аз болса, қуатты беру соғұрлым тікелей және сезімталдық соғұрлым айқын болады, бұл «жоғары модульді көміртегі талшығы» әкелетін тәжірибе.

Әрқайсысының өзіндік кемшіліктері бар

көміртекті талшықтар:

(1) қаттылығы: қатты да мықты болғанымен, соққыға төзімсіздігі төмен, сүйір заттармен күшті соққыланғанда иілудің орнына сынғаны келеді.
(2) Өткізгіштік: бұл әрі артықшылық, әрі кемшілік. Изоляция қажет болатын жерде (мысалы, электр жабдықтарында) ол жасырын қауіпке айналады.
(3) Бағасы: тағы да, қымбат!

Стекловолокно

(1) жақсы серпімділік: көміртегі талшықтан әлдеқайда берік, соғылғаннан кейін жарылуы мүмкін, бірақ бірден сығылмайды.
(2) Жақсы изоляция: ерекше электр оқшаулау материалдары, қолданылу аясы кеңірек.
(3) Құнының артықшылығы: экстремалды қаттылық пен жеңілдік қажет емес жерлерде ол құны мен сапаның ешкімге бас иінбейтін патшасы.

Қолданылым сценарийі

Екі түрлі талшықтың арасындағы «еңбек бөлінісі» жақсы белгіленген және негізінен «өнімділік қажеттілігі» мен «құн бюджетінің» арасындағы теңдестіру болып табылады:

Көміртегі талшық: жоғары дәрежелі саладағы «өнімділіктің патшасы»

(1) Аэроғарыш: ұшақ фюзеляжі, серіктердің тірегіштері (салмақты 30% азайту отын шығынын және ұшырып жіберу құнын едәуір төмендетеді);
(2) Жоғары дәлдіктегі өндіріс: суперкарлардың корпусы, F1 гонка бөлшектері, көміртек талшықтарынан жасалған дөңгелектер (беріктікті және жеңілдікті ескере отырып);
(3) Спорт заттары: жоғары сапалы бадминтон қоңраулары, балық аулау құралдары, шаңғылар (серпімділік модулі жоғары, сезімталдығы нақтырақ);
(4) Ерекше жағдайлар: медициналық жабдықтар, әскери жабдықтар (жоғары температураға төзімді, коррозияға төзімді және магниттік бөгеулер болмауы);

Шыны талшық: «Халық шаруашылығындағы практикалық ойын»

(1) Құрылыс саласы: сыртқы қабырғаның жылу оқшаулау панельдері, шыны талшықпен арматурланған пластикалық тақтайшалар, коррозияға төзімді қабырға панельдері (ауа-райына төзімді және арзан);
(2) Көлік: суытқышы бар жүк көліктерінің бөліктері, автодомдардың сыртқы қабырғалары, жалпы теңіз қайықтарының корпусы (коррозияға төзімді, пішіндеуге оңай);
(3) Электр және электроника: тізбек тақтасының негізі, изоляциялық қап (жақсы изоляция, қол жетімді құны);
(4) Күнделікті қажеттілік заттары: шыны талшықпен күшейтілген пластик (FRP) жиһаз, экологиялық қалдық шелектері, құбырлар (берік және құны бақыланатын).

Қорытындылай келе: айырмашылық неге қаншалықты үлкен?

Бастапқы сұрағымызға оралсақ, жауап айқын:

Шикізат пен технологиялық үдеріс: Көміртегі талшықты дайындау — бұл "феникс сияқты тұру", ал шикізат пен технологиялық үдерістің құны "балқытып созылатын" шыны талшықтан әлдеқайда жоғары.

Өнімділік шегі: Көміртегі талшық меншікті беріктік пен меншікті қаттылық деген екі негізгі көрсеткіш бойынша шыны талшықтың алдында айтарлықтай артықшылыққа ие, әсіресе қаттылық пен салмақты азайту саласында оның орнына келтірілмейді.

Нақты және орналасу: Көміртегі талшық жоғары технологиялық салалар мен премиум-сапалы тұтынушыларға қызмет етеді және «технологияға негізделген» өнім болып табылады; шыны талшық кеңінен қолданылатын өнеркәсіптік және азаматтық салаларда терең бекіп, «нарыққа негізделген» өнім болып саналады.

Сондықтан сіз келесі рет көміртегі талшықтан жасалған балық аулау қармағын немесе велосипед рамасын өлшегенде, сіз сезетіні — тек өнімнің жеңілдігі мен қаттылығы ғана емес, сонымен қатар алдыңғы қатарлы материалтану, күрделі технологиялар мен шекті өнімділіктің бірігуі. Шыны талшық, керісінше, біздің өмірімізде тыныш, сенімді және қолжетімді «ескі дос» болып табылады.