Perbedaan antara serat karbon dan logam.

Di antara banyak material, komposit serat karbon (CFRP) semakin mendapat perhatian karena kekuatan spesifiknya yang sangat baik, kekakuan spesifik, ketahanan terhadap korosi, dan ketahanan lelah.

Karakteristik yang berbeda antara komposit serat karbon dan material logam juga memberikan ide desain yang berbeda kepada para insinyur.

Berikut ini adalah perbandingan sederhana antara komposit serat karbon dan karakteristik serta perbedaan logam tradisional.

1. Kekakuan spesifik dan kekuatan spesifik

Dibandingkan dengan material logam, material serat karbon memiliki bobot yang ringan, kekuatan spesifik yang tinggi, dan kekakuan spesifik.Modulus serat karbon berbahan dasar resin lebih tinggi dibandingkan dengan paduan aluminium, dan kekuatan serat karbon berbahan dasar resin jauh lebih tinggi dibandingkan dengan paduan aluminium.

2. Desain

Bahan logam biasanya berjenis kelamin sama, ada fenomena luluh atau luluh bersyarat.Dan serat karbon satu lapis memiliki directivity yang jelas.

Sifat mekanik sepanjang arah serat adalah 1 ~ 2 kali lipat lebih tinggi daripada sifat mekanik sepanjang arah serat vertikal dan sifat geser memanjang dan melintang, dan kurva tegangan-regangan bersifat elastis linier sebelum patah.

Oleh karena itu, material serat karbon dapat memilih sudut peletakan, rasio peletakan, dan urutan peletakan lapisan tunggal melalui teori pelat laminasi.Menurut karakteristik distribusi beban, kinerja kekakuan dan kekuatan dapat diperoleh dengan desain, sedangkan material logam tradisional hanya dapat ditebalkan.

Pada saat yang sama, kekakuan dan kekuatan dalam bidang yang diperlukan serta kekakuan kopling dalam dan luar bidang yang unik dapat diperoleh.

3. Ketahanan korosi

Dibandingkan dengan bahan logam, bahan serat karbon memiliki ketahanan asam dan alkali yang kuat.Serat karbon adalah struktur mikrokristalin mirip dengan kristal grafit yang dibentuk melalui grafitisasi pada suhu tinggi 2000-3000 °C, yang memiliki ketahanan tinggi terhadap korosi sedang, hingga 50% asam klorida, asam sulfat atau asam fosfat, modulus elastisitas, kekuatan, dan diameter pada dasarnya tetap tidak berubah.

Oleh karena itu, sebagai bahan penguat, serat karbon memiliki jaminan ketahanan korosi yang cukup, resin matriks yang berbeda memiliki ketahanan korosi yang berbeda pula.

Seperti epoksi yang diperkuat serat karbon pada umumnya, epoksi memiliki ketahanan cuaca yang lebih baik dan tetap mempertahankan kekuatannya dengan baik.

4. Anti Kelelahan

Regangan kompresi dan tingkat regangan yang tinggi merupakan faktor utama yang mempengaruhi sifat kelelahan komposit serat karbon.Sifat lelah biasanya dilakukan uji kelelahan pada tekanan (R = 10) dan tekanan tarik (r = -1), sedangkan bahan logam dilakukan uji kelelahan tarik pada tekanan (R = 0,1).Dibandingkan dengan bagian logam, terutama bagian paduan aluminium, bagian serat karbon memiliki sifat lelah yang sangat baik.Di bidang sasis mobil dan sebagainya, komposit serat karbon memiliki keunggulan aplikasi yang lebih baik.Pada saat yang sama, hampir tidak ada efek takik pada serat karbon.Kurva SN pada pengujian bertakik sama dengan kurva SN pada pengujian tanpa takik sepanjang masa pakai sebagian besar laminasi serat karbon.

5. Pemulihan

Saat ini, matriks serat karbon matang terbuat dari resin termoset, yang sulit diekstraksi dan digunakan kembali setelah proses pengawetan dan pengikatan silang.Oleh karena itu, sulitnya pemulihan serat karbon menjadi salah satu penghambat pembangunan industri, dan juga merupakan masalah teknis yang perlu segera diselesaikan untuk penerapan skala besar.Saat ini, sebagian besar metode daur ulang di dalam dan luar negeri berbiaya tinggi dan sulit untuk diindustrialisasi.Serat karbon Walter secara aktif mengeksplorasi solusi yang dapat didaur ulang, telah menyelesaikan sejumlah sampel produksi percobaan, efek pemulihannya baik, dengan kondisi produksi massal.

Kesimpulan

Dibandingkan dengan material logam tradisional, material serat karbon memiliki keunggulan unik dalam sifat mekanik, ringan, kemampuan desain, dan ketahanan lelah.Namun, efisiensi produksi dan pemulihan yang sulit masih menjadi hambatan dalam penerapannya lebih lanjut.Serat karbon diyakini akan semakin banyak digunakan seiring dengan inovasi teknologi dan proses.


Waktu posting: 07-Juli-2021

Kirim pesan Anda kepada kami:

Tulis pesan Anda di sini dan kirimkan kepada kami