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碳纖維與鋼比較:誰更勝一籌?
優(yōu)培德:在很多碳纖維產(chǎn)品的開發(fā)業(yè)務中,大部分是用碳纖維產(chǎn)品替代金屬材質(zhì),取其輕與強的優(yōu)勢,因此在碳纖維與鋼的話題上存在許多差異,可能會使一種纖維優(yōu)于另一種。但實際上碳纖維和鋼都具有在特定應用中提供各自優(yōu)越的性能和品質(zhì),但要了解哪種 “更好”,需要了解碳纖維和鋼之間的主要區(qū)別。
碳纖維和鋼之間的主要區(qū)別
鋼和碳纖維在工業(yè)和家庭應用中都很常見,主要以其卓越的強度和耐用性而聞名。在日常應用中,鋼和碳纖維都是可靠的材料,可以長時間承受磨損。當然兩者之間存在顯著差異。
1)強度
盡管鋼通常被認為是建筑和工業(yè)環(huán)境的標準,但就強度與重量比而言,碳纖維實際上比鋼強得多。在本申請中,“強度”是由材料的抗變形能力或“彈性模量”定義的。碳纖維和鋼的彈性模量均高達 200 吉帕 (GPa),因此這兩種材料都非常堅硬,非常適合許多高應力應用。
2)重量
雖然碳纖維和鋼都具有極強的抗變形能力,但鋼的密度要大得多,而碳纖維的重量大約輕五倍,因此在這方面它的強度大約是鋼的五倍。由于其優(yōu)越的強度重量比,碳纖維是必須減輕重量的應用(航空航天、體育用品等)的首選。
3)耐腐蝕性能
盡管固化環(huán)氧樹脂會與陽光和其他元素發(fā)生反應,但碳纖維本身由化學穩(wěn)定的材料制成,并且耐腐蝕,使其碳纖維制品成為惡劣環(huán)境下應用的更好選擇。另一方面,鋼在暴露于大氣中的濕氣時非常容易氧化(盡管某些鋼合金具有更好的耐腐蝕性)。在耐腐蝕性方面,碳纖維毫無疑問勝出。
4)成本
歸根結底,與碳纖維材料做成碳纖維產(chǎn)品相比,鋼通常是一種更具成本效益的材料。但要考慮到碳纖維成本必須包括制造工藝成本、熟練勞動力成本以及材料成本。相比之下,生產(chǎn)碳纖維是一個非常精確且耗時的過程,但最終是值得的。雖然碳纖維部件的成本可能更高一些,但它們比鋼制部件更堅固、更輕,而且使用壽命更長。
鋼和碳纖維都非常堅固,并且根據(jù)其使用的應用,可以持久耐用。兩者在工業(yè)環(huán)境中都有自己的優(yōu)勢和地位,可以肯定地說,兩者都不會很快取代對方。要充分發(fā)揮碳纖維在工業(yè)用品優(yōu)勢,最好設計初期就聯(lián)系專業(yè)且富有多年設計研發(fā)經(jīng)驗的碳纖維產(chǎn)品生廠家(如優(yōu)培德),參與前期設計,能更好的節(jié)約時間和成本。
附:常見碳纖維與金屬性能對比參數(shù)