Uhlík je... Uhlíkové vlákno: popis, rozsah, funkcie a recenzie

Moderné technológie dnes pravidelne prinášajú do nášho života mnoho rôznych noviniek, ktoré ho môžu výrazne zjednodušiť alebo zlepšiť jeho kvalitu. Platí to najmä pre vytvorenie najnovšieho vývoja v chemickom priemysle, ktorého výrobky nachádzajú uplatnenie takmer v každom odvetví ľudskej činnosti. Jedným z takýchto know-how je teraz Materiál z uhlíkových vlákien. Budeme o tom hovoriť čo najpodrobnejšie v článku.

Definícia

Uhlíkové vlákno je v podstate uhlíkové vlákno, to znamená kompozitný materiál s inou vrstvou. Jednoducho povedané, uhlíkové vlákna vo forme pásu, ktorého plášť je zase vyrobený z termosetových polymérnych živíc. V skutočnosti je uhlík dnes takmer všetky kompozitné materiály, ktorých nosná základňa je reprezentovaná vo forme uhlíkových vlákien. V tomto prípade však môžu byť spojovacími prvkami rôzne pomocné komponenty.

Náklady

Uhlíkové vlákno je veľmi drahý konečný produkt, ktorého náklady sú určené pôsobivým podielom manuálnej práce a komplexným celkovým technickým procesom. Aby sme pochopili, aký drahý je uhlík, porovnajme jeho náklady s oceľou. Ak teda jeden kilogram ocele bude stáť výrobcu asi 1 dolár, potom je rovnaká hmotnosť uhlíkových vlákien 20-krát drahšia. Náklady na uhlíkové vlákno je možné znížiť iba zavedením úplnej automatizácie procesu jeho tvorby.

Rozsah pôsobnosti

Uhlík je spočiatku materiál, ktorý bol vytvorený pre kozmické lode a automobilový priemysel. Postupom času si však vďaka svojim jedinečným ukazovateľom výkonnosti (nízka špecifická hmotnosť, vysoká pevnosť) našiel uplatnenie aj v iných oblastiach, ako napríklad:

- Konštrukcia lietadiel.

- Výroba rôznych športových potrieb, rybárskych prútov, prilieb.

- Výroba zdravotníckej techniky a iné.

Špeciálne vlastnosti

Pri štúdiu toho, čo je uhlík, si všimneme jeho hlavné pozitívne vlastnosti. Výrobky vyrobené z tohto materiálu je možné tvarovať takmer v akejkoľvek konfigurácii. A to všetko preto, že uhlíkový pás má veľmi vysokú flexibilitu, čo zase zaisťuje optimálne rezanie a rezanie. Zároveň je potrebné impregnovať hotový výrobok epoxidovou živicou. Takto získané výrobky je možné bez problémov brúsiť, leštiť, natierať a dokonca aj flexotlačiť.

Charakteristické črty

Pokračujúc v zvažovaní toho, čo je uhlík (karbón), uvedieme jeho jedinečné vlastnosti. Pre všetky typy tohto uhlíkového vlákna je bežné používať výstužný prvok-uhlíkové vlákna, ktorých hrúbka je v rozmedzí 0,005 - 0,01 milimetra, ktoré dokonale fungujú na napínanie, ale netolerujú ohýbanie a krútenie. Preto je uhlíkové vlákno materiálom, ktorý sa využíva vo forme plátna.Na dodatočné vystuženie sa veľmi často používa guma, ktorá dodáva uhlíkovým vláknam sivý odtieň.Uhlíkové vlákno sa vo všeobecnosti vyznačuje odolnosťou proti opotrebovaniu, pevnosťou, tuhosťou a nízkou špecifickou hmotnosťou. Jeho hustota sa pohybuje od 1450 kg / meter kubický. do 2000 kg / meter kubický.

Jemnosti výrobnej technológie

Vlákna z uhlíkových vlákien sa získavajú na vzduchu počas tepelného spracovania. To znamená, že oxidácia organických alebo polymérnych vlákien nastáva počas dňa pri teplote 250 stupňov Celzia. Potom sa uskutoční karbonizácia-zahrievanie získaných vlákien v inertnom plynnom médiu v teplotnom rozsahu 800-1500 stupňov, aby sa molekulárna štruktúra pripravila na optimálnu. Nasleduje grafitizácia v rovnakom médiu, ale už pri teplote do 3000 stupňov. Tento proces sa môže niekoľkokrát opakovať, aby sa zvýšila koncentrácia uhlíka na 99%.

Formulár na uvoľnenie

Vlákna z uhlíkových vlákien môžu byť buď krátke, rezané, alebo vo forme súvislých nití na cievkach. Ako je však uvedené vyššie, uhlíkové vlákno má zlú odolnosť proti ohybu, potom sa uhlíkové vlákno často formuje do siete nazývanej Uhlíková tkanina. Navyše sa ukazuje vo forme rôznych väzieb: rybia kosť, rohož atď. Stáva sa, že vlákna sú jednoducho zachytené pred naplnením živicou s pomerne veľkými stehmi.Nosnou základňou sú najčastejšie epoxidové živice, v ktorých sú uhlíkové vlákna naskladané vo vrstvách. List s hrúbkou 1 milimeter obsahuje hlavne tri alebo štyri takéto vrstvy.

Dôstojnosť

Uhlík má celý rad nepopierateľných výhod, medzi ktorými je potrebné poznamenať:

- Nízka špecifická hmotnosť. Dokonca aj hliník je o 20 ťažší ako opísaný materiál%.

- Uhlík, ktorý kombinuje uhlík a Kevlar, je len o niečo ťažší ako jeho gumový náprotivok, ale oveľa silnejší a pod vplyvom nárazového zaťaženia sa iba rozpadá, ale nerozpadá sa na malé častice.

- Odolné voči vysokým teplotám. Uhlíkové vlákno vydrží až 2000 stupňov Celzia.- má dobrú tepelnú kapacitu a dokonale tlmí vibrácie.

- Odolný voči javu korózie.

- Má vysokú medzu pružnosti a pevnosť v ťahu.

- Má estetický vzhľad a dekoratívny efekt.

Nevýhoda

Zároveň sa uhlíkové vlákno v porovnaní s kovovými výrobkami líši v takýchto negatívnych vlastnostiach:

- Vysoká citlivosť na ostré nárazy.

- Zložitosť obnovy v prípade triesok, zlomov a rôznych škrabancov.

- Vyhorenie a vyblednutie pod vplyvom jasného slnečného svetla. Preto sú všetky veci vyrobené z uhlíka špeciálne lakované alebo smaltované.

- Skôr dlhodobá výroba výrobkov, ktoré si vyžadujú značný čas.

- Problémy s likvidáciou a opätovným použitím. V oblastiach priameho kontaktu s kovom začína jeho korózia, preto sú v týchto bodoch upevnené špeciálne vložky zo sklenených vlákien.

Názor používateľa

Na záver si všimneme recenzie ľudí o priemyselnom produkte opísanom v článku. Takže, čo je uhlíkové vlákno? Tento materiál je podľa mnohých používateľov veľmi dobrý vďaka svojej pevnosti, ale zároveň ľahkosti. Ocenili to najmä rybári, ktorí už dlho používajú rybárske prúty, z ktorých mnohé sú založené na uhlíkových vláknach. Samozrejme, takéto rybárske prúty sú tiež dobré, pretože majú veľkú trvanlivosť, pretože sa vyznačujú aj zvýšenou odolnosťou proti opotrebovaniu.