Uglerod tolasining eng qimmatli xususiyatlari uning mustahkamligi, qattiqligi va engilligidir. Uglerod tolasi minglab alohida filamentlarni o'z ichiga olgan "jurnalar"dagi uglerodning juda nozik, kristalli filamentlaridan iborat. Bu ipga o'xshash iplar bir-biriga bog'lanib, turli xil to'qimalarning matolarini hosil qiladi. Uglerod tolali mato qatlamlari bir-biriga, uglerod tolali plastinka yoki qatlamga yopishtirilganda, uglerod tolasi laminati juda kuchli. Xo'sh, u qanchalik kuchli?
Uglerod tolasining mustahkamligi
Uglerod tolasi po'latdan ikki baravar qattiq va besh baravar kuchli. Zanglamaydigan po'latdan kuchliroq va qattiqroq bo'lsa-da, uglerod tolasi engilroq, bu esa uni ideal ishlab chiqarish materialiga aylantiradi.
Uglerod tolasining qattiqligi va mustahkamligini tasniflash
Uzilish moduli "o'q bo'ylab kuchlanishning (birlik maydoniga to'g'ri keladigan kuch) bu o'q bo'ylab deformatsiyaga (boshlang'ich uzunlikdagi deformatsiya nisbati) nisbati" sifatida aniqlanadi. Qattiqlik sifatida ham tanilgan, kuchlanish moduli materialning kuchlanish kuchidan pastroq bo'lsa, materialning cho'zilishi yoki siqilishini bashorat qilishi mumkin.
Uglerod tolalari tolalarning kuchlanish moduliga qarab tasniflanadi. Ingliz o'lchov birligi psi (yoki ming psi uchun ksi va million psi uchun MSI) sifatida qisqartirilgan tasavvurlar maydonining kvadrat dyuymiga funt kuchdir. Beshta uglerod tolasi tasnifi mavjud: past modulli, standart modulli, oraliq modulli, yuqori modulli va ultra yuqori modulli.
| Uglerod tolasi klassi | Past modul | Standart modul | O'rta modul | Yuqori modul | Ultra yuqori modul |
| Kuchlanish moduli GPa | <227 | 227 | 289 | 393 | 758 |
| MSI kuchlanish moduli | <33 | 33 | 42 | 57 | 110 |
Laminatsiyalangan uglerod tolali epoksi qatlam yoki plastinkaning qattiqligi va mustahkamligi quyidagilar bilan aniqlanadi:
Uglerod tolasi materialining xususiyatlari
Elyaflarni joylashtirish jadvali (tolaning yo'nalishi, to'quv turi va laminat qatlamlarining qalinligi)
Elyaf/qatron nisbati
Muvozanatli, nosimmetrik, 0/90deg joylashtirish jadvali uchun valentlik moduli uchun yaxshi taxmin 10 MSi (70 GPA) bo'ladi. Xuddi shu qatlam uchun valentlik kuchi uchun yaxshi baho 87 KSI (600 MPA) bo'ladi.
Taqqoslash uchun, po'latning kuchlanish moduli taxminan 29 MSI (200 GPa) va valentlik kuchi 61 KSI (420 MPA) ni tashkil qiladi. Alyuminiyning kuchlanish moduli taxminan 10 MSI (69 GPa) va valentlik kuchi 40 KSI (276 MPA) ni tashkil qiladi.
Quyidagi jadvaldan ko'rinib turibdiki, uglerod tolali laminat eng yuqori o'ziga xos tortishish kuchiga va eng yuqori o'ziga xos qattiqlikka ega.
| Material | Kuchlanish moduli GPa | Kuchlanish kuchi MPa | Zichlik g/sm3 | Maxsus kuchlanish kuchi Pa m3/kg |
Maxsus kuchlanish moduli MPa m3/kg |
| alyuminiy | 69 | 276 | 2.7 | 102 | 25.5 |
| Chelik | 200 | 420 | 7.9 | 53 | 25.3 |
| Karbon tolali laminat | 70 | 600 | 1.5 | 400 | 46.7 |
Ultra yuqori modulli uglerod tolalari standart moduldan taxminan 3 baravar qattiqroq, ammo unchalik kuchli emas. Bundan tashqari, uglerod tolasi ham po'lat, ham alyuminiy bilan solishtirganda charchoqqa chidamlilik xususiyatlariga ega. Bundan tashqari, tegishli qatronlar bilan birlashtirilganda, uglerod tolalari bozorda eng korroziyaga chidamli materiallar qatoriga kiradi.
