Sợi carbon Vs. Ống sợi thủy tinh trong hiệu suất

Sợi thủy tinh (sợi thủy tinh) làm tan chảy các vật liệu thủy tinh (cát thạch anh, alumina và clorite, đá vôi, dolomit, axit boric, tro soda, mangan, fluorite, v.v.) ở nhiệt độ cao, sau đó vẽ, gió và dệt chúng thành một Vải sợi thủy tinh, sau đó được định hình thành sự xuất hiện cuối cùng theo thiết kế của sản phẩm. Đường kính của một sợi đơn thường là một vài micron đến hơn 20 micron. Sợi thủy tinh có khả năng cách nhiệt, nhiệt và chống ăn mòn tuyệt vời, và ít tốn kém hơn.

Sợi carbon (sợi carbon) được làm từ nén than chì được dệt vào sợi cacbon hóa, hàm lượng carbon thường hơn 90%, giống nhau sau khi vẽ, dệt sợi và các quá trình khác, và cuối cùng việc sử dụng khuôn sẽ được bọc trong các lớp sợi carbon Vải cho sự xuất hiện thành phẩm, và nhựa epoxy để bảo dưỡng. So với sợi thủy tinh, vật liệu sợi carbon thường có hiệu suất cao hơn. So với sợi thủy tinh, sợi carbon có hơn ba lần mô đun của Young (một thước đo vật lý về khả năng chống biến dạng của vật liệu rắn) và có khả năng chống ăn mòn lớn hơn và trọng lượng nhẹ hơn. Sức mạnh của sợi carbon chất lượng cao thậm chí còn cao hơn so với hợp kim thép và nhôm. Các đặc điểm tuyệt vời của nó về độ bền cao, độ ổn định cao và trọng lượng thấp đã tạo ra các sợi carbon đồng nghĩa với các vật liệu hiệu suất cao trong các sản phẩm hàng không vũ trụ, quân sự và thể thao.

Ống sợi carbon và ống sợi thủy tinh là hai dạng ứng dụng ống composite. Ống sợi carbon được sản xuất bằng cách sử dụng cuộn dây bằng sợi carbon, quá trình pultrusion hoặc cuộn, trong khi ống sợi thủy tinh được tạo ra bằng cách tạo ra lực kéo của sợi thủy tinh và nhựa. Hai ống vật liệu này trong hàng không vũ trụ, sản xuất ô tô, thể thao và các ngành công nghiệp khác được sử dụng rộng rãi, sự khác biệt trong hiệu suất của họ là gì?

Mật độ của ống sợi carbon là 1,6g/cm³, ít hơn 1/2 hợp kim nhôm, cường độ kéo của ống thép là 300 ~ 600MPa, độ bền kéo của ống hợp kim nhôm là 110 ~ 136MPa và độ bền kéo của carbon Ống sợi là khoảng 1500MPa, lợi thế độ bền kéo là rõ ràng. Hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu composite sợi carbon là -1,4x10^-6, có thể đảm bảo tính ổn định của kích thước sản phẩm không dễ biến dạng, giới hạn cường độ mệt mỏi của ống carbon là 70% ~ 80% Sức mạnh, trong các điều kiện tải xen kẽ dài hạn, ống sợi carbon ổn định hơn, tuổi thọ dài hơn. Và độ dẫn của chất liệu bằng sợi carbon là tốt, hiệu suất che chắn điện từ là tuyệt vời.

Mật độ của ống sợi thủy tinh là 2,53 ~ 2,55g/cm³ , nặng hơn ống sợi carbon có cùng đặc điểm kỹ thuật, độ bền kéo là 100 ~ 300MPa, mô đun độ đàn hồi là 7000MPa, độ giãn dài khi phá vỡ là 1,5 ~ 4%, tỷ lệ của Poisson là 0,22 , hệ số mở rộng nhiệt là 4,8x10^-4. Lượng biến dạng cũng tương đối lớn, khi biến dạng là 1%~ 2%, nhựa sẽ bị vỡ, do đó, nó không được phép mang theo ứng suất hơn 60%ứng suất cuối cùng, trong khi ống sợi carbon có độ đàn hồi lớn Mô đun, có thể duy trì tính chất cơ học tốt trong điều kiện căng thẳng cuối cùng. Ống sợi thủy tinh trong ứng suất ổ trục cho phép không vượt quá 60% ứng suất cuối cùng và mô đun ống bằng sợi carbon của độ đàn hồi là lớn, có thể nằm trong điều kiện ứng suất cuối cùng để duy trì tính chất cơ học tốt.

4 điểm khác biệt giữa sợi thủy tinh và sợi carbon:

1, độ cứng

Độ cứng đề cập đến khả năng của vật liệu hoặc cấu trúc để chống lại biến dạng đàn hồi khi chịu lực, vật liệu bằng sợi carbon tốt hơn trong hiệu suất này, sợi thủy tinh hơi kém hơn. Sợi thủy tinh phù hợp để sử dụng trong các yêu cầu về độ cứng của nơi này, chẳng hạn như mũ bảo hiểm, v.v.

2, sức mạnh

Sợi carbon trong độ bền kéo của các ưu điểm của một số cường độ kéo sợi carbon đa năng, lớn hơn có thể đạt tới 1000MPa, sợi carbon có độ bền cao thậm chí có thể đạt đến 3500MPa, cường độ kéo sợi thủy tinh đa năng có thể đạt đến 1000MPA Chỉ là 2800MPa, giới hạn trên của sợi carbon cao hơn.

3, độ bền

Độ bền là một loạt các thuật ngữ, bao gồm nhiều tính chất, chẳng hạn như điện trở nhiệt độ cao, điện trở nhiệt độ thấp, kháng axit và kiềm, kháng ăn mòn, kháng tác động, v.v., trong các tính chất này trên sợi thủy tinh và sợi carbon có lợi thế riêng của chúng và nhược điểm. Về điện trở nhiệt độ cao, sợi thủy tinh sâu hơn, điện trở axit và kiềm là tương tự nhau, và khả năng chịu tác động tốt hơn một chút với sợi carbon. Tuổi thọ tổng thể, sợi carbon lâu hơn, nhưng trong một môi trường sử dụng cụ thể, không thể so sánh chính xác.

4, giá

Sợi thủy tinh hơn giá sợi carbon thấp, và thấp hơn rất nhiều. Trước hết, sợi thủy tinh trong sự phổ biến trong nước của công suất sớm hơn, năng lực sản xuất sợi carbon trong nước là không đủ, nhập khẩu bị hạn chế, giá cao hơn tự nhiên so với sợi thủy tinh. Ngoài ra, sợi carbon trong sức mạnh cụ thể và mô đun cụ thể của hiệu suất tốt hơn, ở nhiều khu vực cao cấp (như hàng không vũ trụ) trên quan trọng hơn, cùng với sự phức tạp của quá trình sản xuất, dẫn đến giá carbon cao hơn chất xơ.