铝材料一直是工业材料中最常见、应用最广泛的材料。更新后根据常规铝板,铝管和其他铝材料,更多的铝加工材料如铝箔和铝卷已扩大。
但是碳纤维在越来越多的应用中取代了铝,并且在过去的几十年里一直在这样做。
这些纤维以其非凡的强度和硬度而闻名,而且它们也非常轻。碳纤维股与各种树脂结合形成复合材料。
这些复合材料充分利用了纤维和树脂的特性。本文提供了碳纤维与铝的性能比较,以及每种材料的优点和缺点。
碳纤维和铝的性能比较
为了更好的比较谁之间有更好的表现铝和碳纤维如铝盘.我们测试了碳纤维和铝的以下性能,得到了它们之间的区别。
- 弹性模量=材料的“刚度”.应力:材料中应力与应变的比率材料在其弹性区域内的应力-应变曲线的斜率。
- 极限抗拉强度=材料在断裂前所能承受的最大应力。
- 密度=每单位体积材料的质量。
- 比刚度=弹性模量除以材料密度。用于比较不同密度的材料。
- 比抗拉强度=抗拉强度除以材料密度。
测量 | 碳纤维 | 铝 | 碳/铝比较 |
弹性模量(E) GPa | 70 | 68.9 | 100% |
抗拉强度(σ) MPa | 1035 | 450 | 230% |
密度(ρ) g/cm3 | 1.6 | 2.7 | 59% |
比刚度(E/ρ) | 43.8 | 25.6 | 171% |
比抗拉强度(σ/ρ) | 647 | 166 | 389% |
注:许多因素会影响这些数字。这些都是概括;不是绝对的测量。例如,不同的碳纤维材料具有更高的刚度或强度,通常是在其他性能的降低方面进行权衡。
从图中可以看出,碳纤维的比抗拉强度约为铝的3.8倍,比刚度为铝的1.71倍。一般来说,碳纤维的性能比铝好。
碳纤维与铝的热性能比较
测量 | 碳纤维 | 铝 | 碳/铝比较 |
热膨胀 | 2英寸/英寸/°F | 13英尺/英寸/°F | 6.5 |
除了测量它们的物理性能外,我们还测试了它们的热性能。
值得注意的是,热膨胀描述了当温度变化时材料尺寸的变化。铝的热膨胀大约是碳纤维的六倍。
铝和碳纤维的优点和缺点
在设计先进材料和系统时,工程师必须确定对特定应用最重要的材料特性。当高强度对重量很重要或高刚度对重量很重要时,碳纤维是明显的选择。
在结构设计时,当增重降低使用寿命或导致性能下降时,设计师应该考虑碳纤维作为更好的材料。当需要韧性时,英特尔碳纤维很容易与其他材料结合,以获得必要的性能。
那么,铝材料在未来会怎样呢?
碳纤维有这么多优点,那么未来铝呢?铝会被碳纤维取代吗?
碳纤维的成本一直是最麻烦的问题,高昂的成本一直让人望而却步。因此,目前大多数碳纤维都用于生产定制产品。mamx万博那么,作为大规模生产的主要材料,铝不仅在现在,而且在未来都将具有广阔的应用空间。