Ceļvedis oglekļa šķiedras materiālam

Oglekļa šķiedra ir tieši tāda, kā izklausās - no šķiedras, kas izgatavota no oglekļa. Bet šīs šķiedras ir tikai pamats. Tas, ko parasti sauc par oglekļa šķiedru, ir materiāls, kas sastāv no ļoti plāniem oglekļa atomu pavedieniem. Savienojot ar plastmasas polimēru sveķiem siltumā, spiedienā vai vakuumā a kompozītmateriāls veidojas gan spēcīgs, gan viegls.

Līdzīgi kā audums, bebru aizsprosti vai rotangpalmas krēsls, oglekļa šķiedras stiprums ir audumā. Jo sarežģītāka aust, jo izturīgāks būs kompozīts. Ir noderīgi iedomāties stiepļu ekrānu, kas ir savīts ar citu ekrānu leņķī, un cits nedaudz atšķirīgā leņķī utt., ar katru stiepli katrā ekrānā izgatavojot no oglekļa šķiedras dzīslas. Tagad iedomājieties, ka šī ekrāna acs ir samērcēta šķidrā plastmasā un pēc tam nospiesta vai uzkarsēta, līdz materiāls saplūst. Aušanas leņķis, kā arī sveķi ko izmanto kopā ar šķiedru, noteiks visa kompozīta izturību. Sveķi visbiežāk ir epoksīdsveķi, bet tie var būt arī termoplastiski, poliuretāna, vinilesteris vai poliesters.

instagram viewer
Karbona šķiedra
DaveAlan / E + / Getty Images

Alternatīvi var tikt veidota veidne un virs tā uzklātas oglekļa šķiedras. oglekļa šķiedras kompozīts pēc tam to ļauj sacietēt, bieži izmantojot vakuuma procesu. Šajā metodē veidni izmanto, lai sasniegtu vēlamo formu. Šis paņēmiens ir vēlams nesarežģītām formām, kas vajadzīgas pēc pieprasījuma.

Oglekļa šķiedras materiālam ir plašs pielietojums, jo to var veidot ar dažādiem blīvumiem bezgalīgās formās un izmēros. Oglekļa šķiedra bieži tiek veidota caurulēs, audumā un audumā, un to var pēc izvēles veidot par neierobežotu skaitu saliktu detaļu un gabalu.

Parasti oglekļa šķiedras lietojumi

  • Augstas klases automašīnu detaļas
  • Velosipēdu rāmji
  • Makšķeres
  • Apavu zoles
  • Beisbola nūjas
  • Aizsardzības klēpjdatoru un iPhones apvalki
Apollo IE hiperauto
Apollo IE hiperauto.Martins Lūcija / Getty Images

Vairāk eksotisku lietojumu var atrast:

  • Aeronautika un kosmosa rūpniecība
  • Naftas un gāzes rūpniecība
  • Bezpilota lidaparāti
  • Satelīti
  • Formula-1 sacīkšu automašīnas

Daži tomēr iebilst, ka oglekļa šķiedras iespējas ierobežo tikai pieprasījums un ražotāja iztēle. Tagad oglekļa šķiedru pat ir ierasts atrast:

  • Mūzikas instrumenti
  • Mēbeles
  • Art
  • Ēku konstrukcijas elementi
  • Tilti
  • Vēja turbīnu asmeņi
Jauneklis ar oglekļa šķiedras protezēšanas ekstremitāti, vingrojot saulainā dienā pie trases
gilaxia / Getty Images

Ja varētu teikt, ka oglekļa šķiedrai ir kādi samazinājumi, tā būtu ražošanas izmaksas. Oglekļa šķiedru nav viegli ražot masveidā, tāpēc tā ir ļoti dārga. Oglekļa šķiedras velosipēds viegli darbosies tūkstošos dolāru, un tā izmantošana automobiļos joprojām ir ierobežota ar eksotiskām sacīkšu automašīnām. Šajos izstrādājumos oglekļa šķiedra ir populāra, un citas ir saistītas ar tā svara un stipruma attiecību un izturību pret liesmu tik daudz, ka tirgū ir sintētika, kas izskatās pēc oglekļa šķiedras. Tomēr imitācijas bieži ir tikai daļēji oglekļa šķiedra vai vienkārši plastmasa, kas izgatavota tā, lai izskatās pēc oglekļa šķiedras. Bieži tas notiek datoru un citu mazu elektronisko preču aizsargpārklājumos.

Pārsvarā ir tas, ka oglekļa šķiedras daļas un izstrādājumi, ja tie nav bojāti, gandrīz burtiski kalpos mūžīgi. Tas viņiem padara labu ieguldījumu patērētājiem un arī uztur produktus apgrozībā. Piemēram, ja patērētājs nevēlas maksāt par pavisam jaunu oglekļa šķiedras golfa nūju komplektu, pastāv iespēja, ka šie klubi parādīsies izmantoto otrreizējā tirgū.

Oglekļa šķiedru bieži sajauc ar stiklplasta, un, lai arī pastāv līdzības ražošanā un dažos gala produktu, piemēram, mēbeļu un automobiļu veidņu, krustošanā, tie ir atšķirīgi. Stikla šķiedra ir a polimērs kas ir pastiprināts ar silīcija stikla, nevis oglekļa, austām šķiedrām. Oglekļa šķiedras kompozīti ir spēcīgāki, savukārt stikla šķiedrai ir lielāka elastība. Un abiem ir dažādi ķīmiskie sastāvi, kas padara tos labāk piemērotus dažādiem lietojumiem.

Oglekļa šķiedras pārstrāde ir ļoti sarežģīta. Vienīgā pieejamā metode pilnīgai pārstrādei ir process, ko sauc par termisko depolimerizāciju, kurā oglekļa šķiedras produkts tiek pārkarsēts kamerā, kurā nav skābekļa. Pēc tam atbrīvoto ogli var nostiprināt un izmantot atkārtoti, un jebkurš izmantotais savienojošais vai pastiprinātais materiāls (epoksīds, vinils utt.) Tiek sadedzināts. Oglekļa šķiedru var arī manuāli sadalīt zemākā temperatūrā, bet iegūtais materiāls būs vājāka saīsināto šķiedru dēļ, un tāpēc, visticamāk, netiks izmantota visizdevīgākajā variantā pieteikums. Piemēram, lielu caurules gabalu, kas vairs netiek izmantots, var sadalīt, bet atlikušās daļas - datoru apvalkiem, portfeļiem vai mēbelēm.

Oglekļa šķiedra ir neticami noderīgs materiāls, ko izmanto kompozītos, un tas turpinās augt ražošanas tirgus daļu. Tā kā tiek attīstītas arvien jaunas metodes oglekļa šķiedru kompozītu ražošanai ekonomiski, cena turpinās kristies, un arvien vairāk nozaru izmantos šo unikālo materiālu.

instagram story viewer