Вуглецеве волокно, також відоме як графітове волокно або вуглецевий графіт, виготовляється з дуже тонких ниток елемента вуглецю. Вуглецеве волокно має високу міцність на розрив і дуже міцне для свого розміру. Також це дуже легкий матеріал.
Діаметр кожного волокна становить {{0}} мікрон. Щоб дати вам уявлення про те, наскільки це мало, один мікрон дорівнює 0,0001 мм. Нитка павутини має діаметр від 3 до 8 мікрон.
Особливості та застосування
Вуглецеве волокно вдвічі твердіше і в п’ять разів міцніше сталі. Іншою особливістю є їх висока хімічна стійкість, стійкість до високих температур і низьке теплове розширення.
Вуглецеве волокно є важливим інженерним матеріалом у виробництві літаків, високопродуктивних транспортних засобів, спортивного обладнання та музичних інструментів.
Як виготовляється вуглецеве волокно
Вуглецеве волокно виготовляється з органічних полімерів. Ці полімери складаються з довгих рядків молекул, з’єднаних між собою атомами вуглецю. Близько 90% вуглецевого волокна виготовляється за допомогою поліакрилонітрильного процесу (PAN). Решта 10% виробляється за допомогою процесів виробництва віскози або нафтового бітуму.
Гази, рідини та інші матеріали, що використовуються у процесі виробництва, створюють певні ефекти, якість і сорти вуглецевого волокна. Найвищі сорти вуглецевого волокна з оптимальними властивостями модуля використовуються у складних сферах застосування, таких як аерокосмічна промисловість.
Виробники вуглецевого волокна відрізняються поєднанням сировини, яку вони використовують. Вони часто вважають свої рецепти комерційною таємницею.
виробничий процес
Під час виробничого процесу сировина, яка називається прекурсорами, витягується в довгі пучки волокон. Потім волокна вплітаються в тканину. Їх також можна поєднувати з іншими матеріалами, намотувати або формувати у потрібну форму та розмір.
Процес виготовлення виглядає наступним чином:
Обертати. ПАН змішують з іншими інгредієнтами та формують у волокна, які потім промивають і розтягують.
Стабілізувати. Хімічні зміни для стабілізації зв’язків.
Карбонізація. Стабілізуючі волокна нагріваються до дуже високих температур, утворюючи щільно пов’язані кристали вуглецю.
Обробіть поверхню. Поверхня волокна окислена для покращення зв’язувальних властивостей.
калібрування. Волокна покриті та намотані на котушки. Потім їх завантажують на прядильні машини, які скручують волокна в пряжу різного розміру.
Волокна можуть бути сформовані в композитні матеріали, а не вплетені в тканини. Щоб сформувати композит, можна використовувати тепло, тиск або вакуум для з’єднання волокон із пластиковим полімером.
Що слід враховувати
Виробництво вуглецевого волокна стикається з багатьма проблемами, зокрема:
Потрібна більш економічна реставрація та реставрація.
Процес обробки поверхні необхідно ретельно регулювати, щоб уникнути утворення ямок, які можуть призвести до дефектів волокна.
Для забезпечення стабільної якості необхідний суворий контроль.
Через високу провідність вуглецевого волокна в електрообладнанні може виникнути дуга та коротке замикання.
Загрози здоров’ю та безпеці, такі як подразнення шкіри та проблеми з диханням.
