炭素繊維とアルミニウムの測定
2 つの材料のさまざまな特性を比較するために使用される定義は次のとおりです。
弾性率 = 材料の「硬さ」。材料における応力とひずみの比。弾性領域における材料の応力-ひずみ曲線の傾き。
極限引張強さ = 材料が破壊する前に耐えることができる最大応力。
密度 = 材料の単位体積あたりの質量。
比剛性 = 弾性率を材料密度で割ったもの。異なる密度の材料を比較するために使用されます。
比引張強さ = 引張強さを材料密度で割ったもの。
この情報を念頭に置いて、以下の表はカーボンファイバーとアルミニウムを比較しています。
注: これらの数値には多くの要因が影響する可能性があります。これらは一般化したものです。絶対的な測定値ではありません。たとえば、より高い剛性や強度を備えたさまざまなカーボンファイバー素材が入手可能ですが、多くの場合、他の特性の低下とのトレードオフが伴います。
測定 カーボンファイバー アルミニウム カーボン/アルミニウムの比較
弾性率 (E) GPa 70 68.9 100%
引張強さ（σ） MPa 1035 450 230%
密度 (ρ) g/cm3 1.6 2.7 59%
比剛性 (E/ρ) 43.8 25.6 171%
比引張強さ（σ/ρ） 647 166 389%
上図は、炭素繊維の比引張強さはアルミニウムの約3.8倍、比剛性はアルミニウムの1.71倍であることを示しています。
カーボンファイバーとアルミニウムの熱特性の比較
カーボンファイバーとアルミニウムの違いを示す他の 2 つの特性は、熱膨張と熱伝導率です。
熱膨張は、温度が変化したときの材料の寸法の変化を表します。
測定 カーボンファイバー アルミニウム アルミニウム/カーボンの比較
熱膨張 2 インチ/インチ/°F 13 インチ/インチ/°F 6.5
測定 カーボンファイバー アルミニウム アルミニウム/カーボンの比較
熱膨張 2 インチ/インチ/°F 13 インチ/インチ/°F 6.5
投稿日時: 2022 年 5 月 31 日