Avantajul carbonului în fața altor materiale se datorează proprietăților sale deosebite. În primul rând, este greutate redusă și în același timp forță uimitoare, precum și stabilitate ridicată și rezistență excelentă la oboseală. Combinația dintre toate aceste avantaje într-un singur material îl face unică și indispensabilă în multe industrii.
Pentru a înțelege mai bine cum un material poate avea atâtea proprietăți remarcabile, este necesar să știm ce carbon este de la ce și cum este obținut.
Carbon, este fibră de carbon, este de asemenea grafit - cel mai adesea acest termen înseamnă un produs fabricat dintr-un material compozit care utilizează fibră de carbon.
Un compozit este o combinație de două sau mai multe componente cu proprietăți diferite. De exemplu, papier-mache (fibră de hârtie și lipici), lemn (celuloza si fibre de lignină) armat cu materiale plastice (polimeri și materiale de armare), beton (cadru metalic și beton).
Prin ele însele, componentele acestor materiale nu au un fel de caracteristici de rezistență unice, dar vorbind în Uniune, da noi proprietăți materiale, în cazul în care cele mai bune părți din același material, cel mai bine, completate de alta. Aproape toate structurile, toate țesuturile organismelor de plante și animale pot fi considerate compozite. Prin urmare, putem spune cu siguranță că toate materialele cele mai perfecte sunt compoziționale.
In fibra de carbon din material plastic pe bază de armat ca matrice (polimer liant) acționează rășină (poliester, vinii ester, epoxi, rășini altele mai puțin), și cuprind o bază de armare, amplasată în interior, fibra de carbon.
Rășina reține fibrele într-o poziție predeterminată, adică Susține forma și definește caracteristica inițială a plasticului. Fibrele, totuși, conferă proprietăți mecanice și fizice crescute.
Fibra de carbon în sine, este realizată dintr-un polimer liniar de acrilonitril (una dintre cele mai comune metode), o substanță amorfă de culoare albă. Substanța este tratată într-o autoclavă sub presiune ridicată și temperatură ridicată. Prelucrarea temperaturii constă în mai multe etape convenționale, care pot fi descrise în general ca fiind carbonizarea unei fibre sintetice.
Prima dintre ele este încălzirea fibrei inițiale (viscoză sau poliacrilonitril) la o temperatură ridicată și apare carierea acesteia.
Al doilea este "etapa de carbonizare" - încălzirea fibrei într-un mediu gaz inert la temperaturi cuprinse între 800 și 1500 ° C Ca urmare a carbonizării, apare formarea structurilor de carbon și îndepărtarea incluziunilor străine.
Se creează astfel fibre foarte subțiri (cu un diametru de aproximativ un micron), având o forță axială extrem de ridicată. Aceste fibre sunt țesute în fire care pot fi unidirecționale sau țesute în țesătură.
Țesutul țesăturii, la rândul său, poate avea multe feluri. Cele comune sunt: Câmpie (simplu) - simplu, simplu, țesut; Twill (twill) - twill, țesătură diagonală (herringbone); Satin (satin) este o suprafață netedă, lucioasă, pe care predomină firele de bătătură.
Vorbind despre plasticul de carbon, nu trebuie neglijat următorul avantaj important față de alte materiale - anizotropia. Spre deosebire de metalele care au izotropie (adică independența proprietăților din direcție), fibrele de carbon au o anizotropie pronunțată, adică o dependență clară a proprietăților fizice pe direcție. Această proprietate unică poate fi utilizată pentru a conferi designului caracteristicile necesare. Folosind orientarea fibrelor în produs atunci când se creează, de exemplu, un cadru de bicicletă cu cadru de carbon, inginerul poate crește rigiditatea prin torsiune, făcând-o elastică și suplă la sarcini longitudinale. Această caracteristică va permite cadrului să stingă mai bine loviturile.
În plus, spre deosebire de metale, CFRP nu este limitat de libertatea în alegerea formei de produse. Dacă structura metalică este limitată coturi și racorduri formă de complexitate (care va reduce în mod inevitabil rezistența și sarcina sunt noduri), produsul din fibră de carbon poate fi modelat integral, indiferent de complexitatea proiectului. Acest lucru face posibilă evitarea apariției unor locuri slabe - concentratori de sarcină, deoarece încărcarea este distribuită pe întreaga zonă.
De asemenea, este posibil să se observe proprietățile excelente de amortizare și de frecare ale CFRP. Datorită celor din urmă, carbonul este din ce în ce mai utilizat în producția de ambreiaje și frâne de clasa hi-end.
Combinația dintre calitățile de mai sus face ca acest material uimitor indispensabil în multe industrii. Nu pentru nimic în ultimele decenii, gama de produse din carbon sa înmulțit. Astăzi, astfel de industrii de înaltă tehnologie, cum ar fi astronautica, aviația, sportul profesional, nu pot fi imaginate fără acest material unic, de neînlocuit și frumos. Materialul prezent și viitor este CFRP.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: