Carbonul este... Carbon: descriere, aplicații, caracteristici și mărturii

Tehnologia de vârf de astăzi aduce cu regularitate numeroase inovații care pot simplifica viața sau o îmbunătățesc. în special cele mai recente evoluții din industria chimică, ale cărei produse sunt utilizate în aproape toate ramurile activității umane. Unul dintre aceste cunoștințe este acum materialul carbon. Vom vorbi despre aceasta în detaliu în acest articol.

Definiție

Carbonul este în mod inerent o fibră de carbon, adică un material compozit cu mai multe straturi. Pur și simplu, fibra de carbon sub formă de pânză, învelișul care, la rândul său, este fabricat din rășini polimerice termorezistente. De fapt, carbonul este astăzi aproape toate materialele compozite, a căror bază portantă este prezentată sub formă de fibre de carbon. Cu toate acestea, poate fi alcătuit și din diverse co-rezinante.

Cost

Carbonul este un produs final foarte scump, scump din cauza proporției mari de muncă manuală și a procesului tehnic în general complex. Pentru a avea o idee despre cât de scump este carbonul, să comparăm prețul său de cost cu cel al oțelului. De exemplu, în timp ce un kilogram de oțel va costa un producător aproximativ 1 dolar, aceeași cantitate de carbon va costa de 20 de ori mai mult. Reducerea costului CFRP poate fi realizată numai prin automatizarea completă a procesului de producție.

Domeniul de aplicare

Inițial, fibra de carbon a fost un material dezvoltat pentru nave spațiale și aplicații auto. Cu toate acestea, în timp, datorită caracteristicilor sale unice de performanță (greutate specifică redusă, rezistență ridicată), și-a găsit aplicații și în alte domenii, cum ar fi

- Construcția aeronavelor.

- Fabricarea unei varietăți de echipamente sportive, lansete de pescuit, căști de protecție.

- Producția de echipamente medicale etc.

Proprietăți speciale

Dacă ne uităm la ceea ce este carbonul, să observăm principalele sale calități pozitive. Produsele fabricate din acest material pot fi modelate în aproape orice formă. Acest lucru se datorează faptului că fibra de carbon are o flexibilitate foarte mare, care la rândul său permite o tăiere și o tăiere optimă. Este necesar să se impregneze produsul gata cu rășină epoxidică. Astfel de produse pot fi ușor lustruite, lustruite, vopsite și chiar imprimate în mod flexibil.

Caracteristici distinctive

Continuând să analizăm ce este carbonul (karbon), să subliniem caracteristicile sale unice. Caracteristica comună a tuturor tipurilor de materiale plastice ranforsate cu fibre de carbon este aplicarea elementului de armare - fibre de carbon cu grosime în intervalul 0,005-0,01 mm, care au proprietăți excelente de tracțiune, dar nu suportă încovoiere și torsiune. De aceea, carbonul este materialul care va fi exploatat sub forma unei rețele.Cauciucul este adesea utilizat pentru o armătură suplimentară, ceea ce conferă plasticului armat cu fibre de carbon culoarea gri.În general, fibra de carbon se caracterizează prin durabilitate, rezistență, tenacitate și o greutate specifică redusă. Densitatea sa se situează în intervalul de 1450 kg/cu.m. până la 2000 kg/m3.

Tehnici de fabricație subtile

Fibrele de filament de carbon sunt produse în aer în timpul procesului de tratament termic. adică oxidarea filamentelor organice sau polimerice la o temperatură de 250 de grade Celsius timp de o zi. Fibrele sunt apoi carbonizate - încălzite într-un gaz inert la o temperatură cuprinsă între 800 și 1500 de grade Celsius pentru a pregăti structura moleculară pentru un tratament termic optim. Aceasta este urmată de grafitizare în același mediu, dar deja la o temperatură de până la 3000 de grade. Acest proces poate fi repetat de mai multe ori pentru a ajunge la un conținut de carbon de 99%.

Forma de producție

Fibrele de carbon pot fi fie scurte, tăiate, fie în șiruri continue pe bobine. Dar, după cum s-a menționat deja, fibra de carbon are o rigiditate slabă la flexiune, astfel încât fibra de carbon este adesea modelată într-o foaie, numită Carbon Fabric. Și vine într-o varietate de țesături: herringbone, pânză de sac și multe altele. Uneori, fibrele sunt pur și simplu interceptate înainte ca rășina să fie turnată cu cusături destul de mari.Materialul suport este de obicei rășină epoxidică, în care fibrele de carbon sunt stivuite în straturi. O foaie cu grosimea de 1 milimetru conține în general trei sau patru astfel de straturi.

Avantaje

Carbonul are o serie întreagă de avantaje incontestabile, printre care ar trebui să fie menționate:

- Greutate specifică scăzută. Chiar și aluminiul este cu 20% mai greu decât materialul descris.

- Carbonul, care combină carbonul și kevlarul, este doar puțin mai greu decât omologul său din cauciuc, dar este mult mai durabil și, sub încărcătura de impact, doar se sfărâmă, dar nu se sparge în particule mici.

- Rezistent la temperaturi ridicate. Carbonul poate rezista până la 2000 de grade Celsius.- are o capacitate termică bună și o amortizare excelentă a vibrațiilor.

- Rezistent la coroziune.

- Are o elasticitate ridicată și rezistență la tracțiune.

- Are un aspect estetic și un efect decorativ.

Avantaje

Cu toate acestea, în comparație cu produsele metalice, fibra de carbon are astfel de calități negative:

- Sensibilitate ridicată la șocurile cu vârfuri ascuțite.

- Dificultate în repararea ciobiturilor, fracturilor și a diferitelor zgârieturi.

- Arderea și decolorarea datorate expunerii la lumina puternică a soarelui. De aceea, toate aplicațiile din carbon sunt tratate cu un lac special sau un finisaj emailat.

- Proces de producție destul de anevoios.

- Probleme legate de eliminare și reutilizare. Coroziunea apare în zonele de contact direct cu metalul, astfel încât în aceste puncte se folosesc inserții speciale din fibră de sticlă.

Opinia utilizatorilor

În concluzie, să notăm feedback-ul oamenilor despre produsul industrial descris în articol. Deci, ce este fibra de carbon?? Materialul este susținut de mulți utilizatori ca fiind foarte bun datorită durabilității sale, dar și a ușurinței. Acest lucru este apreciat în special de către pescarii care folosesc de mult timp undițe de pescuit, multe dintre acestea fiind bazate pe carbon. Desigur, pe lângă aceasta, astfel de tije de pescuit sunt bune și prin faptul că au o longevitate mare, deoarece sunt, de asemenea, caracterizate de o rezistență sporită la uzură.