Hvort er sterkara, títan eða koltrefjar? - Fréttir

Það er ekkert einfalt „hver er sterkara“ svar við þessari spurningu, því „styrkur“ þýðir mismunandi hluti í mismunandi víddum. Títan málmblöndur og koltrefja samsett efni (CFRP) eru tvö efni með mjög mismunandi eiginleika, og hvor um sig skara fram úr á sínum sviðum.

1. Sérstakur styrkur (styrkur / þyngd): Koltrefjar vinna hendur niður

Koltrefjar hafa aðeins um það bil einn -þriðjung þess eðlis að títan og sérstakur styrkur þeirra meðfram trefjastefnunni er 2–4 sinnum meiri en títan málmblöndur. Þetta er grundvallarástæðan fyrir því að koltrefjar eru mikið notaðar í geimferðum, reiðhjólum og kappakstursbílum-það þolir meira álag fyrir sömu þyngd.

2. Alger styrkur: Það fer eftir stefnunni

Í átt að trefjauppsetningunni getur koltrefjalagskipt náð togstyrk sem er jafn eða jafnvel meiri en títan málmblöndur.

Hins vegar, hornrétt á trefjastefnuna, lækkar styrkurinn verulega í aðeins 1/5 eða jafnvel lægri, vegna þess að álagið er borið af epoxý fylkinu.

Títan málmblöndur eru ísótrópískar, með stöðuga eiginleika í allar áttir, sem gerir þær fyrirsjáanlegri í hönnun.

3. Seigleiki og höggþol: Títan málmblöndur vinna hendur-niður

Títan málmblöndur hafa góða aflögunargetu í plasti; þegar þeir verða fyrir höggi beygjast þeir til að gleypa orku frekar en að brotna skyndilega.

Koltrefjar eru brothætt efni; við högg (jafnvel frá litlum steini eða falli), getur það myndað innri delamination eða faldar sprungur-skemmdir sem eru ekki sýnilegar að utan en koma í veg fyrir bygginguna. Þetta er ástæðan fyrir því að lendingarbúnaður flugvéla, herklæði og burðarvirki-þarfa burðarþols treysta enn á títan eða stál.

4. Aðrar verkfræðilegar stærðir

Hitaþol: Títan málmblöndur geta starfað stöðugt við 400–600 gráður; aftur á móti byrjar fylki staðlaðra epoxýtrefja- að mýkjast við hitastig sem fer yfir 150–200 gráður.

Þreytuþol: Bæði efnin standa sig frábærlega, en þreytuárangur koltrefja er mjög háður uppsetningarhönnun og framleiðslugæðum, en títan málmblöndur bjóða upp á meiri stöðugleika.

Tæringarþol: Títan virkar einstaklega vel í sjó og í súru eða basísku umhverfi; Koltrefjar eru í eðli sínu tæringarþolnar-, en snerting við málma getur valdið galvanískri tæringu, sem krefst hindrunarlags.

Viðgerðarhæfni: Títaníhluti er hægt að soða eða endur-soða; að gera við skemmdir á koltrefjum er flókið og krefst venjulega sérhæfðrar autoclaveviðgerðar.

1. Miðað við þyngd eru koltrefjar "sterkari og stífari"

Sérstakur styrkur og sérstakur stífleiki koltrefja er 2-3 sinnum og um það bil 2 sinnum meiri en títan málmblöndur, í sömu röð. Þetta þýðir að fyrir sömu þyngd geta koltrefjar þolað meiri togkraft og er minna viðkvæmt fyrir aflögun. Þetta er líka ástæðan fyrir því að koltrefjar eru vinsælar í geimferðum, bílakappakstri og háþróuðum reiðhjólum-fyrir mikla léttleika.

2. Hvað varðar rúmmál eða algild gildi, hafa títan málmblöndur meiri stífleika

Alger mýktarstuðull títan málmblöndur (114 GPa) er hærri en koltrefja lagskipt (85 GPa), þannig að títan hlutar af sömu þykkt eru aðeins "stífari."

3. Höggþol og hörku: Títan málmblöndur vinna hendur-niður

Títan málmblöndur eru málmefni; þegar þeir verða fyrir álagi afmyndast þeir áður en þeir brotna, sem gerir þeim kleift að taka til sín mikið magn af orku. Koltrefjar hegða sér aftur á móti eins og "háþróað keramik"-það hefur mjög mikinn styrk en er mjög brothætt. Þegar það verður fyrir punktáföllum, stungum eða hliðarárekstri er það viðkvæmt fyrir skyndilegum mölbrotum eða innri delamination og skemmdirnar eru oft ósýnilegar.

4. Hár-hitaþol: Títan málmblöndur ráða yfir

Staðlaðar koltrefjar byrja að brotna niður í afköstum við hitastig yfir 120 gráður (eftir því sem plastefnisgrunnurinn mýkist), en títan málmblöndur geta haldið meira en 80% af styrkleika sínum jafnvel við 400 gráður.

5. Styrkur koltrefja er "stefnubundinn"

Koltrefjar eru anisotropic efni -það sýnir mjög mikinn styrk meðfram trefjastefnunni (allt að 6.000 MPa fyrir staka trefja), en afköst þeirra lækka verulega þegar álag er hornrétt á trefjastefnuna eða við klippikrafta. Uppsetningarstefnu verður að vera nákvæmlega reiknuð út við hönnun. Títan málmblöndur eru aftur á móti jafntrópískar og standa sig stöðugt undir álagi í hvaða átt sem er.

Samantekt í hnotskurn

Veldu koltrefjar ef þú ert að leita að "léttum og sterkum"; veldu títan álfelgur ef þú ert að leita að "höggþol, hitaþol og áreiðanleika."

Í reynd eru margar hágæða vörur (eins og F1 kappakstursbílar, flugvélar og efstu-hjólagrind) með blendingshönnun: koltrefjar eru notaðar fyrir aðalburðar-burðarvirkið til að draga úr þyngd, en títan ál er notað fyrir tengi, festingar og íhluti í háum-hitasvæðum til að bæta við styrkleika hvors annars tveggja efna.

High Purity Titanium Metal Cube suppliers Titanium Metal Cube maker