Fibra de carbono vs. Tubo de fibra de vidrio en rendimiento

La fibra de vidrio (fibra de vidrio) derrite materiales de vidrio (arena de cuarzo, alúmina y clorito, piedra caliza, dolomita, ácido bórico, cenizas de sodio, manganeso, fluorita, etc.) a alta temperatura, y luego dibuja, los vientos y los tejen en un La tela de fibra de vidrio, que luego se forma en la apariencia final de acuerdo con el diseño del producto. El diámetro de una sola fibra suele ser de unos pocos micras a más de 20 micras. La fibra de vidrio tiene una excelente resistencia a aislamiento, calor y corrosión, y es menos costoso.

Fibra de carbono (fibra de carbono) hecha de compresión de grafito tejida en la fibra carbonizada, el contenido de carbono suele ser más del 90%, lo mismo después del dibujo, el tejido del hilo y otros procesos, y en última instancia el uso de moldes se envolverá en capas de fibra de carbono tela para la apariencia del producto terminado y resina epoxi para curarse. En comparación con la fibra de vidrio, los materiales de fibra de carbono generalmente tienen un mayor rendimiento. En comparación con la fibra de vidrio, la fibra de carbono tiene más de tres veces el módulo de Young (una medida física de la capacidad de un material sólido para resistir la deformación) y tiene una mayor resistencia a la corrosión y un peso más ligero. La resistencia de la fibra de carbono de alta calidad es incluso mayor que la de la aleación de acero y aluminio. Sus excelentes características de alta resistencia, alta estabilidad y bajo peso han hecho que la fibra de carbono sea sinónimo de materiales de alto rendimiento en productos aeroespaciales, militares y deportivos.

El tubo de fibra de carbono y el tubo de fibra de vidrio son dos formas de aplicaciones de tubos compuestos. El tubo de fibra de carbono se fabrica utilizando el devanado prepregado de fibra de carbono, la pultrusión o los procesos de enrollamiento, mientras que el tubo de fibra de vidrio se realiza mediante la pultrusión de tracción de fibras de vidrio y resina. Estos dos materiales son ampliamente utilizados en aeroespacial, fabricación automotriz, deportes y otras industrias, ¿cuáles son las diferencias en su rendimiento?

La densidad del tubo de fibra de carbono es de 1.6g/cm³, menos de 1/2 de aleación de aluminio, la resistencia a la tracción de la tubería de acero es de 300 ~ 600MPa, la resistencia a la tracción de la tubería de aleación de aluminio es de 110 ~ 136MPa y la resistencia a la tracción de carbono El tubo de fibra es de aproximadamente 1500MPA, la ventaja de resistencia a la tracción es obvia. El coeficiente de expansión térmica del material compuesto de fibra de carbono es -1.4x10^-6, lo que puede garantizar que la estabilidad del tamaño del producto no sea fácil de deformarse, el límite de resistencia a la fatiga del tubo de fibra de carbono es del 70% ~ 80% de su tensión TENSE La resistencia, en las condiciones de carga alterna a largo plazo, el tubo de fibra de carbono es una vida útil más estable y más larga. Y la conductividad del material de fibra de carbono es buena, el rendimiento de blindaje electromagnético es excelente.

La densidad del tubo de fibra de vidrio es 2.53 ~ 2.55 g/cm³ , más pesada que el tubo de fibra de carbono de la misma especificación, la resistencia a la tracción es de 100 ~ 300mPa, el módulo de elasticidad es de 7000MPa, el alargamiento en el descanso es 1.5 ~ 4%, la relación de Poisson es 0.22 , el coeficiente de expansión térmica es 4.8x10^-4. La cantidad de deformación también es relativamente grande, cuando la deformación es del 1%~ 2%, la resina se destrozará, por lo tanto, no se le permite llevar un estrés más del 60%del estrés final, mientras que el tubo de fibra de carbono tiene un gran elástico Módulo, que puede mantener buenas propiedades mecánicas bajo la condición del estrés final. El tubo de fibra de vidrio en el estrés de cojinete permitido no excede el 60% del estrés final, y el módulo de elasticidad del tubo de fibra de carbono es grande, puede estar en las condiciones de estrés final para mantener buenas propiedades mecánicas.

4 puntos de diferencia entre la fibra de vidrio y la fibra de carbono:

1, rigidez

La rigidez se refiere a la capacidad de un material o estructura para resistir la deformación elástica Cuando se somete a la fuerza, el material de fibra de carbono es mejor en este rendimiento, la fibra de vidrio es ligeramente inferior. La fibra de vidrio es adecuada para su uso en los requisitos de rigidez del lugar, como cascos, etc.

2, la fuerza

La fibra de carbono en la resistencia a la tracción de las ventajas de algunas de las fuerzas de tensión de fibra de carbono de uso general más grande puede alcanzar 1000MPA, la fibra de carbono de alta resistencia puede incluso alcanzar 3500MPa, la resistencia a la tracción de fibra de vidrio general puede alcanzar 1000MPA, fibra es solo 2800MPA más o menos, el límite superior de la fibra de carbono es más alto.

3, durabilidad

La durabilidad es una amplia gama de términos, que incluyen múltiples propiedades, como resistencia a la temperatura alta, resistencia a la temperatura baja, resistencia ácida y álcali, resistencia a la corrosión, resistencia al impacto, etc., en estas propiedades en la fibra de vidrio y la fibra de carbono tienen sus propias ventajas y desventajas. En términos de alta resistencia a la temperatura, la fibra de vidrio es más profunda, la resistencia ácida y álcali es similar, y la resistencia al impacto es ligeramente mejor con la fibra de carbono. La vida útil general, la fibra de carbono más larga, pero en un entorno de uso específico, no puede hacer una comparación exacta.

4, el precio

La fibra de vidrio que los precios de la fibra de carbono son bajos y mucho más bajos. En primer lugar, la fibra de vidrio en la popularidad interna de la capacidad anterior, de mayor capacidad y fibra de carbono nacional, es seriamente inadecuada, las importaciones están restringidas, el precio es naturalmente más alto que la fibra de vidrio. Además, la fibra de carbono en la resistencia específica y el módulo específico del rendimiento es mejor, en muchas áreas de alta gama (como el aeroespacial) en lo más importante, junto con la complejidad del proceso de producción, lo que resulta en un mayor precio de carbono fibra.