Углеродное волокно, также известное как графитовое волокно или углеродный графит, состоит из очень тонких нитей элемента углерода. Углеродное волокно имеет высокую прочность на разрыв и очень прочное для своего размера. Это также очень легкий материал.
Диаметр каждого волокна составляет {{0}} микрон. Чтобы дать вам представление о том, насколько он мал: один микрон равен 0,0001 мм. Нить паутины имеет диаметр от 3 до 8 микрон.
Возможности и приложения
Углеродное волокно в два раза твёрже и в пять раз прочнее стали. Еще одной особенностью является их высокая степень химической стойкости, высокая термостойкость и низкое тепловое расширение.
Углеродное волокно является важным конструкционным материалом при производстве самолетов, высокопроизводительных транспортных средств, спортивного инвентаря и музыкальных инструментов.
Как производится углеродное волокно
Углеродное волокно изготавливается из органических полимеров. Эти полимеры состоят из длинных цепочек молекул, связанных между собой атомами углерода. Около 90% углеродного волокна производится с использованием процесса полиакрилонитрила (ПАН). Остальные 10% производятся с использованием вискозных или нефтяных битумных процессов.
Газы, жидкости и другие материалы, используемые в производственном процессе, создают определенные эффекты, качества и сорта углеродного волокна. Высшие сорта углеродного волокна с оптимальными свойствами модуля используются в требовательных приложениях, таких как аэрокосмическая промышленность.
Производители углеродного волокна различаются по составу используемого сырья. Они часто считают свои рецепты коммерческой тайной.
производственный процесс
В процессе производства сырье, называемое прекурсорами, стягивается в длинные пучки волокон. Затем из волокон ткут ткань. Их также можно комбинировать с другими материалами, наматывать нитью или придавать им желаемую форму и размер.
Процесс изготовления следующий:
Поворот. ПАН смешивают с другими ингредиентами и прядут в волокна, которые затем промывают и растягивают.
Стабилизировать. Химические изменения для стабилизации связей.
Карбонизация. Стабилизирующие волокна нагреваются до очень высоких температур, образуя прочно связанные кристаллы углерода.
Обработайте поверхность. Поверхность волокна окисляется для улучшения клеящих свойств.
калибровка. Волокна покрываются покрытием и наматываются на катушки. Затем их загружают на прядильные машины, которые скручивают волокна в пряжу разных размеров.
Волокна можно формовать в композиционные материалы, а не вплетать в ткани. Для формирования композита можно использовать тепло, давление или вакуум для соединения волокон с пластиковым полимером.
Что следует учитывать
Производство углеродного волокна сталкивается со многими проблемами, в том числе:
Необходимы более экономически эффективные реставрация и реставрация.
Процесс обработки поверхности необходимо тщательно регулировать, чтобы избежать образования ямок, которые могут привести к дефектам волокна.
Для обеспечения стабильного качества необходим жесткий контроль.
Из-за сильной проводимости углеродного волокна в электрооборудовании могут возникать искрение и короткие замыкания.
Проблемы со здоровьем и безопасностью, такие как раздражение кожи и проблемы с дыханием.
