Oglekļa šķiedra ir augstas stiprības šķiedru materiāls. Produkti, kas izgatavoti no oglekļa šķiedras, ir ievērojami vieglāki, taču tiem ir ārkārtējs spēks, piedāvājot kritiskas priekšrocības vieglā lietojumā. Tomēr diskusijas par oglekļa šķiedru bieži rada jautājumus: vai tas ir pakļauts lauzšanai? Vai tas ir trausls? Izpētīsim šos jautājumus detalizēti.
Vai oglekļa šķiedra ir pakļauta laušanai?
Atsevišķas oglekļa šķiedras ir trauslas, bet oglekļa šķiedru kompozīti ir ļoti izturīgi pret saliekšanu un lūzumu.
Viens oglekļa šķiedras pavediens ir apmēram viena trešdaļa cilvēka matu biezuma, kas ir pietiekami, lai piespraustos ar minimālu pirksta spiedienu. Tomēr šī trauslums attiecas tikai uz atsevišķām virzieniem. Ja tūkstošiem šo pavedienu tiek apvienoti kompozītmateriālā (izmantojot sveķus kā matricu), iegūtajam produktam ir ārkārtas stiprība.
Piemēram, oglekļa šķiedru kompozītmateriāli izplata ārējos spēkus tūkstošiem nepārtrauktu pavedienu. Pat ja daži pavedieni sabojājas stresa apstākļos, kopējā struktūra saglabā savu integritāti. Šis dizains piešķir oglekļa šķiedras kompozītiem stiepes izturību piecas reizes lielāka nekā tērauds, padarot tos ļoti izturīgus pret liekšanu vai snapping zem tipiskām slodzēm.
Vai oglekļa šķiedra ir trausla?
Termins "trausls" bieži pārklājas ar "noslieci uz pārtraukšanu", bet oglekļa šķiedras uzvedība ir atkarīga no tā piemērošanas un inženierijas:
Augstāks lieces sniegums:
Oglekļa šķiedru kompozītmateriāli ievērojami pārspēj metālus liekšanas pretestībā. Piemēram, oglekļa šķiedras caurule var izturēt daudz lielākus liekšanas spēkus nekā tāda paša svara tērauda caurule.
Trausla kļūme uz robežām:
Ja tiek pakļauti spēkiem, kas pārsniedz tā dizaina robežas, oglekļa šķiedru kompozītmateriāli pēkšņi neizdodas, nevis deformē plastiski. Šī pēkšņa kļūme bieži tiek apzīmēta kā "trausla".
Tehniska atziņa
AizņemtT300 oglekļa šķiedrakā piemērs:
Lieces spēks: 1300 MPa
Lieces modulis: 140 GPA
Šīs vērtības ievērojami pārsniedz vairuma metālu vērtības. Optimizējot šķiedru izkārtojumu (piemēram, pielāgojot šķiedru orientāciju un sveķu sadalījumu), ražotāji vēl vairāk palielina liekšanas pretestību un izturību.
Galvenais līdzņemšana
Oglekļa šķiedras uztvertā trauslums rodas no tā neapstrādātas kvēldiega formas. Kad tas tiek izstrādāts kompozītēs, tas pārveidojas par spēcīgu materiālu, kas līdzsvaro vieglu dizainu ar izcilu izturību. Lai arī tas var lūzt katastrofāli, ja tas ir pārslogots, pareizais dizains nodrošina, ka tas droši veicas prasīgās lietojumprogrammās no kosmiskās aviācijas līdz sporta aprīkojumam.
Īsāk sakot:Atsevišķas šķiedras ir delikātas, bet kompozītmateriāli ir smagi.Materiāla "trauslums" ir kompromiss tā nepārspējamā stipruma un svara attiecībai-A kompromisam, ko apgūst ar progresīvu inženieriju.
