26.09.2016      1725      0
 

Углеводородное волокно или карбон

Углеводородное волокно или карбон — это суперпрочный материал и в то же время довольно легкий….


carbon-1

Углеводородное волокно или карбон - это суперпрочный материал и в то же время довольно легкий. Это волокно в пять раз прочнее и в два раза крепче стали, но при этом вес его в два-три раза меньше. Этот материал состоит из тонких нитей карбона, которые в несколько раз тоньше человеческого волоса.

Углеродные волокна характеризуются высокой силой натяжения, низким удельным весом и низким коэффициентом температурного расширения. Чтобы получить углеводородное волокно, необходимо произвести термическую обработку химических или природных органических волокон. В результате, количество углерода в волокне доводится как минимум к 92 процентам.

История

Углеродные волокна представляют собой новое поколение высокопрочных волокон. Впервые производство углеродного волокна было предложено и запатентовано Томасом Алва Эдисоном в 1880 г. и использовать он его предложил в качестве нитей накаливания в электрических лампах. Однако, в широкое использование углеводородные волокна вошли только в 1960 годах, как наиболее подходящий материал для воздушной армии, особенно для изготовления ракетных двигателей поскольку обладают высокой термостойкостью. В последние десятилетия, углеродные волокна начали широко применяться в области аэронавтики, изготовлению спортивного инвентаря, производства автомобилей, в сфере строительства и, конечно же, музыкальных инструментов. Для получения углеродного волокна могут быть использованы специальные волокна из фенольных смол.

Углеродные волокна идеально подходят для изготовления продукции, где прочность, плотность и легкий вес являются главными характеристиками. Более того, оно также используется, когда высокая температура, химическая инертность и высокая демпфирование при производстве продукта, играет не менее важную роль. Благодаря химической инертности углеволокнистые материалы используют в качестве фильтрующих слоёв для очистки агрессивных жидкостей и газов от дисперсных примесей, а также в качестве уплотнителей и сальниковых набивок

Появления полиакрилонитрила (ПАН) и мезофазы (МП) считается важными этапом в истории углеродных волокон. Их структура и состав значительнымcarbon-3 образом влияют на свойства получаемых углеродных волокон. Не смотря на то что, основные процессы для производства углеродного волокна чемто схожи, то для мезофазы и полиакрилонитрила используют различные условия обработки.

Примеры использования углеродного волокна

Космонавтика, ракетостроение и самолетостроениеуглеродные волокна используют в создания материалов для термозащиты космических кораблей, самолетов, ракет, изготовления их носовых частей, деталей двигателей, теплопроводящих устройств и для энергетических установок.
Автомобилестроениеиспользуется для изготовления капотов, крыш, карданных валов, для панелей корпусовв изготовлении шин, газовых баков.
Промышленностьматериалы для изготовления поездов, верхней панели для рентгенов, ПК корпусовдля фильтрации агрессивных сред, очистки газов.
Спортивный инвентарьиспользуется при производстве удочек, велосипедов, клюшек, стоек, рукояток для клюшек и так далее.
Оборонная и военная промышленностьиспользуется при производстве современных индивидуальных средств защиты, при производстве экзоскелетов, производство современного вооружения и частей к боевому оружию и т.д.
Медицинаспециальная одежда для операционных с добавлением углеродных волокон, специальный инструмент и т.д.

carbon-5

Преимущества углеродного волокна

Можно с уверенностью сказать, что не совсем дорогие композиты из углеродных волокон, будут способны внести большой вклад для различных видов технологий, в том числе для технологий, который только начинают развиваться и также не стоит забывать особое значение этого волокна в человеческой жизниПри изготовлении автомобилей, автобусов, поездов, самолетов, кораблей и т.д, начинают появляться панели и конструкции с довольно легким весом, что постепенно может привести к экономии и всемирному уменьшению употребления энергии. Недорогое углеродного волокна является национальной целью, к реализации ряда технологических прорывов производства.

Недостатки углеродных волокон

Большие затраты энергииосновная причина высокой себестоимости углеродного волокна. Впрочем, это компенсируется впечатляющим результатом.
Вторая проблемаэто утилизация отходов. Когда обычный автомобиль ломается, его сталь расплавляют и используют для изготовления другого автомобиля (или здания, или чегото другого, но с использованием этой же стали.), углеродное волокно нельзя расплавить и его довольно сложно переработать. Если всетаки переработать сталь из углеродных волокон, она потеряет свою прочность, какая была ей присуща перед утилизацией.

Классификация и виды углеродных волокон

Если ориентироваться на прочность и конечную температуру термообработки, углеродные волокна могут быть разделены на следующие категории:

На основе свойств углеродные волокна могут быть сгруппированы в:
Сверхпрочное волокно, типа UHM (коэффициент >450Гпа)
Прочное волокно, типа HM (коэффициент между 350450Гпа)
Волокно средней прочности, типа IM (коэффициент между 200350Гпа)
Прочное на разрыв волокно, типа HT (модуль<100Гпа прочность на разрыв> 3.0Гпa)
Волокно с высокой прочностью ( коэффициент растяжения> 4.5 Гпа)

На основе волоконных материалов, углеродные волокна подразделяются на:

Углеродные волокна на основе полиакрилонитрила
Углеродное волокно из каменноугольных и нефтяных пеков
Углеродные волокна на основе мезофазы
На основе вискозных штапельных волокон
Углеродные волокна с добавлением вискозного шелка
Активированные сорбирующие ткани

На основе температуры термообработки, углеродные волокна, подразделяются на:

Тип1, используются при высокой термической обработки (НТТ), где необхожимая температура2000 ° C.
Тип2, эти углеродные волокна поддаются средней  термообработки (IHT), где температура термообработки должна быть около или чуть выше 1500 ° C.
Тип3, данный тип углеродных волокон используется при низкой термообработки, где температура не превышает 1000° C.

Производство углеродных волокон

Углеродное волокноэто супер прочный материал, и в то же время очень легкийУглеродные волокна характеризуются высокой силой натяжения, низкимcarbon-4 удельным весом, низким коэффициентом температурного расширения и химической инертностью. Поэтому углеродное волокно часто используют в сфере аэронавтики, изготовления спортивного инвентаря, автомобилей, при строительстве и, конечно же, в музыкальных инструментах.
Углеродные волокна, обычно, получают термической обработкой химических или природных органических волокон, при которой в материале волокна остаются главным образом атомы углеродаПервый из них представляет собой окисление исходного волокна на воздухе при температуре 250 °C. После окисления следует стадия карбонизациинагрева волокна в среде азота или аргона при температурах от 800 до 1500 °C. В результате чего происходит образование графитоподобных структур.
Процесс термической обработки заканчивается графитизацией при температуре 16003000 °C, которая также проходит в инертной среде. Свойства полученных углерод / графитовых волокон, могут повлиять на большое количество факторов, таких как: кристалличность, движение молекул, состав углерода и присутствие дефектовПолученные в результате углеродные волокна обрабатываются с целью улучшения их свойств и характеристик.

© 2016, Aquamir®.UA

При использовании материала, обратная активная гиперссылка обязательна. Спасибо.


Ваш комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Для отправки комментария, поставьте отметку, что разрешаете сбор и обработку ваших персональных данных . Политика конфиденциальности

  • Почему мы не перестанем носить джинсовую одежду – связь денима с маргинальным обществомПочему мы не перестанем носить джинсовую одежду – связь денима с маргинальным обществом

    Японско-американские мужчины в джинсах (возможно, в лагере для интернированных времен Второй мировой войны). Изображение из авторской коллекции. Пару месяцев назад моя рабочая почта разрывалась от количества писем. Это случилось после того как автор из Vice UK опубликовал статью с сенсационным названием «Смерть джинсовой ткани: как джинсы перестали быть главным элементом одежды в мужском гардеробе», и все моментально начали давать комментарии по этому поводу. Большинство комментариев были отрицательными, и дискус быстро перерос в оскорбление личного стиля автора; но что-то в этой истории не давало мне покоя. Нередко можно прочитать эти сенсационные статьи на тему «такая-то и такая-то тенденция умирает», заголовки которых… Read more »
  • Как носить камуфляж (и при этом выглядеть круто) этой весной? Эра камуфляжа 90-х возвращается в обиход.Как носить камуфляж (и при этом выглядеть круто) этой весной? Эра камуфляжа 90-х возвращается в обиход.

    Эра камуфляжа 90-х возвращается в обиход. Если бы когда-нибудь существовал тренд, который на самом деле не был бы похож на тренд, он, вероятно, был бы одет в камуфляж. Отчасти потому, что это настоящая униформа, которую носят военнослужащие, а отчасти потому, что всегда есть один парень, которого вы видите утром по дороге на работу, который изо всех сил держится за эту атмосферу. Но мы сейчас напоминаем вам, что это действительно отлично смотрится со стороны - и когда подобрано хорошо, может иметь серьезное влияние на окружающих. Это является мужской идеей, не броско, и это не дорого. Отдельные части этого стиля, также могут… Read more »
  • Джинсовые мужские тренды в сезоне 2020 годаДжинсовые мужские тренды в сезоне 2020 года

    Джинсовая ткань всегда в моде - вопрос в том, какие стили стали трендовыми в этом сезоне. Бренды всегда предлагают разные варианты джинсовой ткани, это актуально и в этом сезоне, так что вы всегда можете дополнить свой образ эффектной новой моделью брюк. Levi's, Lee, Wrangler, Key Apparel, Red Kap - это те бренды, который всегда использует деним в своих изделиях. В этом можно убедиться, если посмотреть на их последние новинки и новации. И вот некоторые из последних джинсовых трендов для мужчин в этом сезоне: Двойной деним Katie Holmes Does Double Denim Delightfully То, что когда-то было грехом моды (в начале 2000-х),… Read more »
  • Джинсы скинни полностью вышли из моды?Джинсы скинни полностью вышли из моды?

    Как часто вы слышали эту фразу в модных блогах и журналах за последние несколько лет? Подобные заявление от людей, которые «в курсе моды», появляются постоянно, но иногда это не больше, чем просто коммерческий ход. Гуру моды неоднократно заявляют об окончании тенденций и появлении новых. Каждые несколько месяцев можно найти свежие статьи, в которых описываются, например, 10 самых трендовых вещей, которые должны появиться в вашем гардеробе в этом сезоне. А потом вы можете найти советы по поводу вещей, от которых следует избавиться. Мы живем в мире пятиминутного увлечения и быстрой моды, где ничто, к сожалению, не имеет длительного срока годности. Тем… Read more »
  • Торговые марки «Ultra Force» и «Rothco»Торговые марки «Ultra Force» и «Rothco»

    Нам задают вопросы о торговых марках «ULTRA FORCE»,«VENTURER», «BASIC ISSUE», и почему некоторые торговые марки больше не выпускаются. В данном обзоре мы рассмотрим все под бренды или торговые марки компании Rothco и объясним чем они отличаются. На самом деле, «ULTRA FORCE» и «ROTHCO» - это одна и та же продукция одного и того же производителя. Компания Rothco долгое время выпускала серии продукции (произведенные в Китае) под торговой маркой «ULTRA FORCE», но маркетинговая политика компании в конце 2000-х начала кардинально меняться и американцы пришли к выводам, что им выгоднее не распылять маркетинг по нескольким брендам, и за последние 5 лет они… Read more »