Bảng giá trị lực nén vật liệu Kim loại, Polyme, Gốm, Composite

Kiểm tra nén trong vật liệu kim loại

Vật liệu kim loại thường phải trải qua thử nghiệm nén để đánh giá hành vi của chúng dưới lực nén. Các thử nghiệm này rất quan trọng đối với các ứng dụng mà kim loại sẽ phải chịu ứng suất nén đáng kể, chẳng hạn như trong các thành phần kết cấu của tòa nhà, cầu và xe cộ.

Kiểm tra nén trong vật liệu kim loại bao gồm việc áp dụng tải trọng nén tăng dần lên mẫu kim loại và đo mức độ biến dạng của mẫu dưới tải trọng này. Thử nghiệm tiếp tục cho đến khi kim loại bị gãy hoặc biến dạng vượt quá một điểm cụ thể.

Sau đây là một số ví dụ về thử nghiệm nén trong vật liệu kim loại:

Thép: Thép thường được thử nghiệm về độ bền nén vì được sử dụng rộng rãi trong xây dựng và sản xuất. Độ bền nén của thép thường nằm trong khoảng từ 250-500 MPa, tùy thuộc vào hợp kim cụ thể và xử lý nhiệt được sử dụng.

Nhôm: Nhôm là một kim loại khác thường xuyên phải chịu thử nghiệm nén. Nhôm được sử dụng trong nhiều ứng dụng, từ cấu trúc máy bay đến lon đồ uống, do trọng lượng nhẹ và tỷ lệ độ bền trên trọng lượng tốt. Độ bền nén của nhôm có thể thay đổi rất nhiều nhưng thường vào khoảng 95-105 MPa.

Đồng: Đồng và hợp kim của nó thường được sử dụng trong hệ thống dây điện và hệ thống ống nước do có độ dẫn điện và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. Độ bền nén của đồng thường vào khoảng 210 MPa.

Bằng cách hiểu được tính chất nén của những kim loại này và các kim loại khác, các kỹ sư có thể đưa ra quyết định sáng suốt về việc sử dụng chúng trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Kiểm tra nén trong vật liệu polyme

Vật liệu polyme, chẳng hạn như nhựa và cao su, thường xuyên phải trải qua thử nghiệm nén. Những vật liệu này thường được sử dụng trong các ứng dụng cần chống lại lực nén, chẳng hạn như ứng dụng bịt kín, thành phần chịu tải và các thành phần đệm hoặc hấp thụ va đập.

Trong thử nghiệm nén polyme, tải trọng nén được áp dụng cho mẫu vật liệu polyme và biến dạng của nó khi phản ứng với tải trọng được đo. Thử nghiệm tiếp tục cho đến khi polyme bị hỏng hoặc biến dạng vượt quá một điểm nhất định.

Sau đây là một số ví dụ về thử nghiệm nén trong vật liệu polyme:

Polyethylene (PE): Loại nhựa thông dụng này được sử dụng trong nhiều ứng dụng, bao gồm bao bì, túi nhựa và ống. Độ bền nén của nó có thể thay đổi tùy thuộc vào loại PE cụ thể, nhưng thường dao động từ 20-30 MPa.

Polypropylene (PP): PP được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận ô tô, hộp đựng thực phẩm và thảm. Cường độ nén của nó thường vào khoảng 35-45 MPa.

Cao su thiên nhiên: Cao su thiên nhiên thường được thử nghiệm về độ bền nén vì được sử dụng trong phớt, miếng đệm và các thành phần giảm xóc. Độ bền nén của nó thường nằm trong khoảng 5-15 MPa, tùy thuộc vào công thức của nó.

Bằng cách hiểu được tính chất nén của các loại polyme này và các loại polyme khác, các kỹ sư có thể đưa ra quyết định sáng suốt về việc sử dụng chúng trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Kiểm tra nén trong vật liệu gốm

Vật liệu gốm được biết đến với độ cứng, khả năng chịu nhiệt và tính chất cách điện. Tuy nhiên, chúng cũng thường giòn, nghĩa là chúng có thể bị gãy dưới ứng suất mà không bị biến dạng dẻo đáng kể. Thử nghiệm nén đặc biệt hữu ích đối với gốm vì chúng thường mạnh hơn khi nén so với khi kéo.

Trong quá trình thử nghiệm nén trên gốm sứ, tải trọng nén được áp dụng cho mẫu gốm sứ cho đến khi nó bị gãy. Tải trọng tối đa mà gốm sứ có thể chịu được trước khi gãy sẽ cho biết cường độ nén của nó.

Sau đây là một số ví dụ về thử nghiệm nén trong vật liệu gốm:

Alumina (Nhôm oxit, Al2O3): Gốm alumina được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau do khả năng chống mài mòn, cách điện và độ ổn định nhiệt độ cao tuyệt vời. Cường độ nén của gốm alumina thường vào khoảng 2000-4000 MPa

Zirconia (Zirconium Dioxide, ZrO2): Gốm sứ Zirconia, đặc biệt là loại được ổn định bằng yttria, được biết đến với độ bền và độ dẻo dai cao so với các loại gốm sứ khác. Độ bền nén của gốm sứ Zirconia có thể vượt quá 2000 MPa.

Silicon Carbide (SiC): Gốm silicon carbide được sử dụng trong các ứng dụng nhiệt độ cao và vì độ cứng của chúng. Cường độ nén của gốm silicon carbide thường vào khoảng 2000-3500 MPa.

Hiểu được tính chất nén của gốm cho phép các kỹ sư đưa ra quyết định sáng suốt về việc sử dụng những vật liệu này ở đâu và dự đoán hành vi của chúng khi chịu tải.

Kiểm tra nén trong vật liệu composite

Vật liệu composite, được tạo ra bằng cách kết hợp hai hoặc nhiều vật liệu khác nhau, được biết đến với tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao và tính linh hoạt. Chúng được sử dụng trong nhiều ứng dụng, từ máy bay và phụ tùng ô tô đến đồ dùng thể thao và vật liệu xây dựng.

Kiểm tra nén trong vật liệu composite bao gồm việc áp dụng tải trọng nén vào mẫu vật liệu composite và đo độ biến dạng của nó dưới tải trọng. Kiểm tra tiếp tục cho đến khi vật liệu composite bị hỏng hoặc biến dạng vượt quá một điểm nhất định.

Sau đây là một số ví dụ về thử nghiệm nén trong vật liệu composite:

Sợi thủy tinh: Sợi thủy tinh, được tạo ra bằng cách nhúng sợi thủy tinh vào ma trận polyme, thường được thử nghiệm về cường độ nén do được sử dụng trong các kết cấu chịu lực. Cường độ nén của nó có thể thay đổi rất nhiều nhưng thường vào khoảng 100-300 MPa.

Polymer gia cường sợi carbon (CFRP): Vật liệu composite CFRP, kết hợp sợi carbon với ma trận polyme, được biết đến với độ bền cao và trọng lượng nhẹ. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng hàng không vũ trụ và ô tô. Độ bền nén của vật liệu composite CFRP có thể vượt quá 1000 MPa, tùy thuộc vào hướng của sợi và đặc điểm của vật liệu ma trận.

Vật liệu tổng hợp gỗ-nhựa (WPC): WPC, kết hợp sợi gỗ hoặc bột gỗ với vật liệu nhựa, thường được sử dụng trong các ứng dụng xây dựng như sàn và hàng rào. Cường độ nén của WPC có thể thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào đặc điểm cụ thể của gỗ và nhựa được sử dụng, nhưng nhìn chung nằm trong khoảng 20-60 MPa.

Bằng cách hiểu được tính chất nén của các vật liệu composite này và các vật liệu khác, các kỹ sư có thể đưa ra quyết định sáng suốt về việc sử dụng chúng trong nhiều ứng dụng khác nhau.