Нүүрстөрөгчийн шил vs. Шилэн шил: Ижил шилний хувьд үнэ, ашилтанд яагаад ийм их зөрүү гардаг вэ?

Нүүрстөрөгчийн шил vs. Шилэн шил: Ижил шилний хувьд үнэ, ашилтанд яагаад ийм их зөрүү гардаг вэ?

Та ийм зүйл төсөөлж байсан уу? Өндөр чанартай нүүрстөрөгчийн шилэн шидэх саваа нь мянган америкийн долларын өртөгтэй байдаг бол ердийн шилэн шидэх саваа нь хэдэн арван доллароор авдаг. Хоёуланг нь "шил" гэж нэрлэдэг, нэр нь ах дүү шиг сонсогддог ч яагаад үнэ, чанарын хувьд нэг нь "эрдэмтэн", нөгөө нь "ердийн хүн" шиг зөрүүтэй болсон юм бэ? Өнөөдөр бид нүүрстөрөгчийн шил болон шилэн шил гэсэн энэ "шилний удмын" ах дүүгийн талаар нарийвчлан судалж, тэд хоёр юунаас болж үнэ, чанараараа ийн зөрүүтэй болохыг үзэх болно.

Янз бүрийн гарал: Материалын ертөнц дахь "баяны 2-р үе" болон "хичээнгүй хөдөлмөрлөгчид".

Зөрүүг ойлгохын тулд бид тэдгээрийн "удмыг" эхлээд мэдэх хэрэгтэй.

Гэрэлтүүлсэн ший

Үндсэн орц нь цахиурлагч бөгөөд эдгээр анхдагч материалын нөөц газрын гадаргад маш их хэмжээтэй, хямд өртөгтэй байдаг. Эдгээрийг өндөр температурт хайлуулах, татах гэх мэт процессуудаар шилэн ширхэг болгон гарган авдаг. Энэ нь ердийн гаралтай хэдий ч маш хатуу "хөдөлмөрчин" шиг, өртгийн харьцаагаар дайчин тулах шиг юм.

Карбон волокно

Үндсэн бүрэлдэхүүн нь нүүрстөрөгч юм. Үүний өмнөх төрлийн ихэвчлэн полиакрилонитрил, нафтийн харз, эсвэл вискозын ширхэг зэрэг органик полимерүүд байдаг. Эдгээр ширхэгүүд инерт хийн хамгаалалтанд өндөр температур (мянган градус) дээр нүүрстөрөгчжүүлэх, графитжүүлэх боловсролын туршид орж, нүүрстөрөгч бус атомыг гаргаж, эцэст нь 90%-иас дээш нүүрстөрөгч агуулсан супер материал болон хувирдаг. Энэ процесс нь нарийн, энерги их шаарддаг, техникийн хаалт сайтай бөгөөд материалын салбарт "гацуур" гэж нэрлэдэг. Иймээс нүүрстөрөгчийн ширхэг нь маш анхааралтай өсгөж төлөвшүүлсэн, хэт их хэмжээний нөөц "баячуудын хоёр дахь үе" эсвэл "топ спортын тамирчин" шиг юм.
Төрөхөөс нь өмнө өртгийн ялгаатай байх тов тогтоосон байдаг. Нэг нь "хайрга"-г, нөгөө нь "химийн эх үүсвэр + нарийн технологи"-г ашигладаг тул нүүрстөрөгчийн ширхэгийн "аристократлаг" үнэ нь эхлэлээсээ л тодорхойлогдсон байдаг.

Ажиллагааны жишилт: Яагаад нүүрстөрөгчийн ширхэг "хаан" вэ?

Зөвхөн резюмег үзэхэд хангалтгүй, бодит үзүүлэлтийг харах хэрэгтэй. Та нарт ойлгоход тусламж болох ажиллагааны харьцуулалтын хүснэгтийг доор харууллаа:

"Модульсыг" анхаарч үзээрэй :Та модульсыг материал нь хэр хатуу болохыг илэрхийлж буй хэмээн үзэж болно.

Гэрэлтүүлсэн ший

Хатуу савх шиг бат бөх бөгөөд амархан таслагдахгүй, гэхдээ хүчээр хугалбал харин ихэд муруйж деформац болно.

Карбон волокно

Хатуу ган шиг бат бөх байх лугаа деформац болохоос махим ч эсэргүүцдэг. Ижил хүчээр хугалбал бараг хөдлөхгүй.
"Муруйхгүй" байх ийм шинж чанар нь дээд түвшний салбарт маш чухал юм. Жишээ нь:

(1) F1 машин: хурдан эргэх үед нарийвчлалтай удирдлага хадгалахын тулд хүрээ маш хатуу байх ёстой бөгөөд жижигхэн деформац ч үр дүнд хүргэж болзошгүй.
(2) Нисэх онгоцны: хөлөг болон дэлхийн бүтэц нь агаарын динамик ажиллагаа болон аюулгүй байдлыг хангахын тулд өндөр ачаалал дор хамгийн бага деформац үзүүлэх шаардлагатай.
(3) Дээд түвшний бадминтоны ракет: бөмбөгийг цохих агшинд ракетын хүрээний деформац хийх хэмжээ бага байх тусам хүч илүү шууд дамждаг, мэдрэмж илүү тодорхой байдаг. Энэ бол "өндөр модульст нүүрстөрөгчийн шил" ашигласнаар олж авдаг туршлага юм.

Тус бүр өөрийн дутагдалтай талтай

нүүрстөрөгчийн шил:

(1) хугарах аюултай: хатуу ба хүчтэй ч гэсэн нь, гэмтлийн эсэргүүцэл муу байдаг тул хурц зүйлсийн хүчтэй нөлөөнд хямарсан биш, нугалагдахын оронд хугарахад хялбар.
(2) Дамжуулалт: энэ нь давуу тал болон сул тал хоёулаа юм. Изоляци шаардлагатай тохиолдолд (жишээ нь цахилгаан хэрэгслэл) энэ нь далд аюул болдог.
(3) Үнэ: дахин дурдахад, үнэтэй!

Гэрэлтүүлсэн ший

(1) Сайн уян хатан чанар: нүүрстөрөгчийн шилэнд харьцуулахад гэмтлийн эсэргүүцэл илүү сайн байдаг тул магадгүй цохигдсоны дараа л трещин үүсэх боловч немгэнхий хугарахгүй.
(2) Сайн изоляци: ямар нэгэн цахилгаан тусгаарлагч материал, хэрэглээний өргөн хүрээтэй.
(3) Зардлын давуу тал: хэт хатуу бөгөөд хөнгөн жинтэй байх шаардлага гарахгүй тохиолдолд үнэ болон ашигт ажиллагааны хувьд орлох боломжгүй ноён юм.

Хэрэглээний хувилбар

Хоёр төрлийн ширхэгийн хоорондын "ажлын хуваарилалт" тодорхой байдаг бөгөөд үндсэндээ "гүйцэтгэлийн шаардлага" ба "зардлын төсөв"-ийн хооронд тэнцвэрийг хангана:

Нүүрстөрөгчийн ширхэг: дээд ангийн салбарын "гүйцэтгэлийн ноён"

(1) Агаарын зэвсэг: мантахайн гол бие, хиймэл дагуул суурь (жишигтэй харьцуулахад жин 30%-иар буурах нь хөдөлгүүрийн түлшний хэрэгцээ ба гаргалтын зардлыг эрс бууруулна);
(2) Дээд зэргийн үйлдвэрлэл: онгон машины бие, F1-ийн уралдааны хэсгүүд, нүүрстөрөгчийн ширхэгийн дугуй (бат бөх чанар ба хөнгөн жинг хоёуланг нь харгалзан үздэг);
(3) Спортын бараа: өндөр түвшний бадминтоны ракет, зуучны сав, товч (өндөр харимхай чанар, илүү нарийвчлалтай мэдрэмж);
(4) Тусгай нөхцөлүүд: эмнэлгийн тоног төхөөрөмж, цэргийн тоног төхөөрөмж (өндөр температурт тэсвэртэй, коррозитойгоос хамгаалагч, соронзон оронтой харилцаагүй);

Шилэн ширмээр хийсэн утас: «Хүмүүсийн амьдралын практик хэрэглээ»

(1) Барилгын салбар: гадаад хана халхлагч самбар, шилэн ширмээр бэхэлсэн нүүрс, хурдасгаагч ханын самбар (цаг агаарт тэсвэртэй, хямд үнэтэй);
(2) Тээвэрлэлт: хөлдөөгч машиний хувин, гэрийн тэргэнцэрийн бүрхүүл, ердийн завины корпус (хурдасгаагч, хэврэглэхэд хялбар);
(3) Цахилгаан ба электроник: хэлхээний самбарын суурь, цахилгаан тусгаарлагч хальс (сайн цахилгаан тусгаарлалт, үр дүнтэй зардал);
(4) Өдөр тутмын хэрэгцээний зүйлс: шилэн шовхор (FRP) амьтны орон, орчин үеийн орчны хувьд энгийн цэвэрлэх сав, хоолойнууд (бат бөх, зардлыг хянах боломжтой).

Дүгнэж хэлбэл: яагаад зөрүү ийм том байна вэ?

Анхны асуулт руу буцаж ирвэл, хариулт нь тодорхой:

Эх материал ба технологи: Нүүрстөрөгчийн шилэнгийн бэлтгэл нь "Саламгийн мэт дахин төрөх" маягийн явц юм бөгөөд эх материалын болон технологийн өртөг нь "хайлж татсан" шилэн шовхортой харьцуулахад хамаагүй их байдаг.

Ажиллагааны дээд түвшин: Тусгай хүч чадал, тусгай модуль гэсэн хоёр гол үзүүлэлтээр нүүрстөрөгчийн шилэн шовхор нь шилэн шовхорыг бүрэн даван туулдаг бөгөөд жин багатай, хатуу чанар шаардлагатай салбарт өртөөхийн аргагүй.

Зах зээл ба байршил: Нүүрстөрөгчийн шилэн шовхор нь урьдчилан санаачилсан салбар, дээд ангийн хэрэглэгчдийг үйлчилдэг "технологид суурилсан" бүтээгдэхүүн; шилэн шовхор нь өргөн хүрээний аж үйлдвэр, иргэний салбарт гүнзгий оршдог "зах зээлд суурилсан" бүтээгдэхүүн.

Тиймээс та дараагийн удаа нүүрстөрөгчийн шилэн удмын зууч эсвэл велосипедийн хангайг жин тавих үед мэдрэх зүйл бол бүтээгдэхүүний хөнгөн, хатуу чанар л биш, харин илүүдэл үзүүлэлтийг шингээсэн шинэлэг материал судлал, нарийн технологийн нэг цогц юм. Нөгөө талаас, шилэн шүүсэлт нь бидний амьдрал дахь тайван, найдвартай, хандлагатай "хуучин найз" юм.