Карбон срещу всички останали – вижте резултата

Композитният материал от въглеродни влакна, популярен у нас с названието карбон (по химическото название на въглерода), набра огромна популярност в света на автомобилите.

В тази индустрия се използва голямо разнообразие от материали, които авторите на видеото са решили да подложат на екстремни натоварвания, противопоставяйки ги на карбона. По-точно, всички тези материали са тествани с хидравлична преса. Видеото няма претенции да бъде научно изследване, но за чистотата на експеримента всички материали са представени под формата на кухи цилиндри с еднакъв размер.

Виждат се цилиндри, изработени от алуминий, месинг, титан, нискокачествена стомана, неръждаема стомана, PVC и акрил. И всички те са смачкани с еднаква сила, но, разбира се, се свиват при различно налягане, което е посочено в килограми. В допълнение, цилиндрите се претеглят преди тестването.
Най-лек е акрилен цилиндър - 9 грама, от PVC и въглеродни влакна тежат по 11 гр, най-тежкият от всички е цилиндър от неръждаема стомана - 59 грама. Нискокачествената стомана тежи 58 гр, алуминият 20, титанът 33 и месингът 45 грама.

Акрилът, изненадващо, издържа по-дълго от очакваното - натискът е от 1538 кг. PVC цилиндърът се разрушава под налягане от 1004 kg. Карбонът пък издържа на налягане от 2998 кг, като от него започват да се откъсват парчета при налягане от около 2000 кг, докато от цилиндъра не остава само купчина отломки и нишки. Алуминият издържа на налягане от 3840 кг, а титанът - 9190 кг. Но всичко това бледнее в сравнение със здравината на неръждаемата стомана, която издържа 15 800 кг - пет пъти повече натоварване в сравнение с въглеродните влакна. Но също така е пет пъти по-тежка. Именно от такава стомана се правят рамки на каросерията на автомобила.

В началото карбонът се използваше приоритетно в скъпи и спортни автомобили, но приложението му се разраства. Карбоновите компоненти по един автомобил определено са уникален дизайнерски акцент, но високата му цена е пречка да залее автомобилната индустрия като предпочитан материал. Но защо би бил толкова предпочитан?

На първо място защото е много здрав и същевременно лек. Въглеродният композит е с много корава и издръжлива структура. А изключително ниското му тегло е още един плюс.

Връщайки се на здравината и издръжливостта, тя се базира на това, доколко материалът е устойчив на деформации при натиск и разтягане. Въглеродните композити не са здрави само заради химическия си състав, а поради факта, че са изтъкани, подобно на текстилните нишки, че дори и на мускулните влакна. Според специалисти, задвижващ вал, изработен от карбон може да е до три пъти по-здрав от стоманен, а някои композити може да са дори 10 пъти по-здрави.

В допълнение, карбонът е по-нееластичен от стоманата. Това е много важно при суперспортните автомобили, защото при влизане в завой, например кола с карбоново купе (и шаси) ще е много по-малко податлива на усуквания и огъвания, отколкото такава направена от стомана или алуминий. Това от своя страна води до подобрено сцепление и позволява по-висока скорост на влизането в завоя. Това е и причината велосипедите, изработени от карбон да са много по-комфортни - дори и модели без окачване абсорбират по-добре неравностите.

Разбира се, има и минуси. Макар и много здрав, карбонът е по-крехък и ронлив, ако бъде нарушена целостта му. И за разлика от стоманата, един компонент не може да бъде възстановен, така както металите със заваряване, а трябва да бъде изцяло сменен. Вторият минус, естествено, е цената. Поради времеемкият и енергоемък процес на изработване, производството на въглеродните композити е много по-скъпо, 10 пъти по-скъпо от това на стоманата. За щастие това може скоро да се промени, тъй като много компании работят по нов тип процеси, значително съкращаващи времето и енергията за производство.