Printre toate tipurile de materiale plastice și compozite, dezvoltate de chimiști și tehnologi, un loc special în lumea modernă este ocupat de carbon (fibră de carbon) - un material bazat pe cele mai fine filamente de carbon. Este cu 75% mai ușoară decât fierul și 30% aluminiu și are o rezistență la tracțiune de patru ori mai mare decât cele mai bune grade de oțel.
Fibrele de carbon în sine sunt destul de fragile, astfel încât acestea țese panouri flexibile și elastice. Când se adaugă la lianții polimerici, se obțin materiale plastice de carbon, care au făcut o adevărată revoluție în domeniul sportului, al ingineriei și al multor alte domenii ale activității umane.
Pe drumuri, pe cer și pe mare
Cel mai cunoscut domeniu de aplicare a carbonului este industria auto. La început, combinația sa remarcabilă de forță și ușurință a interesat designerii de mașini de Formula 1, care au permis reducerea semnificativă a greutății mașinilor de curse. John Bernard, inginerul producătorului britanic de automobile McLaren, a făcut pentru prima dată elemente ale unui corp fabricat din fibră de carbon la începutul anilor 1980. Acest lucru a dat o creștere atât de tangibilă în viteză, care a condus imediat echipa de curse McLaren la premii.
Cu toate acestea, dreptul de a fi cel mai rapid este foarte scump deoarece toate piesele din plastic de carbon sunt fabricate de mână. Stofa de țesut de țesere specială este așezată în matrițe, apoi combinată cu compuși polimerici. În etapa finală, este procesată la temperaturi și presiuni ridicate. De aceea, pentru o lungă perioadă de timp, elementele caroseriei de carbon au fost utilizate numai în modele supercars și premium. Și doar recent a fost anunțat lansarea unei game largi de modele de masă disponibile cu piese din plastic carbon. Astfel, în caroseria noului BMW i3 vor fi reprezentate pe scară largă elemente din fibră de carbon. Și în noua versiune a hatchback-ului Volkswagen Golf GTI VII datorită capotei din fibră de carbon și acoperișului a fost posibil să se reducă greutatea automobilului cu 200 kg deodată!
Chiar și utilizarea mai extinsă a materialelor pe bază de carbon a fost obținută în industria aeronautică, unde au început să preseze aluminiul tradițional și titanul. Primele perspective au fost estimate de designerii de aeronave care lucrează în industria de apărare. De exemplu, ultimii ruși Su-47 și T-50 din Rusia folosesc componente din fibră de carbon ale aripii și fuselajului.
Carbonul este din ce în ce mai utilizat în avioanele de pasageri, unde poate reduce consumul de combustibil și crește capacitatea de încărcare. Astfel, în Boeing 787 Dreamliner, cel puțin 50% din elementele de fuselaj sunt fabricate din materiale compozite pe bază de carbon, ceea ce reduce consumul de combustibil cu 20%. În același scop, cel mai mare aeronavă de pasageri Airbus A380 a fost echipat cu aripi, care sunt din material plastic armat cu fibră de carbon de 40%. Și fuselajul avionului de afaceri modern Hawker 4000 este aproape în întregime făcut din acest material!
Nu mai puțin activ carbon utilizat în construcția de nave. Motivul pentru popularitate este același: un raport unic de forță și greutate, vital în condiții marine dure. În plus, rezistența la șoc și rezistența la coroziune a acestui material sunt valoroase pentru constructorii de nave.
Ca de obicei, primii care utilizează materiale plastice cu carbon în sectorul apărării. Din compozitele de carbon fac elementele corpului submarinelor, deoarece reduc serios zgomotul și au un efect stealth, făcând nava "invizibilă" radarului inamic. Și în corvetele suedeze de tip "Visbi", corpul și suprastructurile sunt fabricate din compozite de carbon folosind tehnologia stealth. Se utilizează un material multistrat cu bază din PVC, care este acoperit cu o cârpă specială de țesut din fascicule de carbon. Fiecare astfel de turnietă absoarbe și disipează undele radio de la radare, fără a permite detectarea unei nave.
Pentru navele civile, invizibilitatea nu este necesară pentru radare, dar ușurința, puterea și capacitatea de a produce părți de aproape orice configurație au fost foarte mult în cerere. Cel mai adesea, carbonul este utilizat în construcția iahturilor de agrement și de agrement, unde caracteristicile de viteză sunt importante.
Elemente ale navei viitoare "sculptate" din panza de fibre de carbon pe modelul de computer ca plastilină. În primul rând, o punte și o cutie de dimensiuni mari sunt fabricate din plastic special. Apoi, prin aceste modele, straturile de pânză de carbon, fixate cu rășini epoxidice, sunt lipite prin straturi. Dupa uscare, corpul finit este macinat, vopsit si vopsit.
Cu toate acestea, există mai multe moduri moderne. De exemplu, compania italiană Lanulfi a reușit să automatizeze aproape complet procesul. Elementele structurale ale navei care utilizează modelarea 3D sunt împărțite în părți mai mici, dar coincide în mod ideal. Pe modelul computerului, cu ajutorul unei mașini controlate de software, bazele sunt executate, care servesc drept matrițe pentru lipirea pieselor din plastic-carbon. Această abordare vă permite să obțineți o acuratețe maximă, care este foarte importantă pentru calitățile de funcționare ale iahturilor sportive.
Carbon pentru toata lumea
Carbonul începe să fie folosit din ce în ce mai mult în construcții. Adăugarea fibrelor de carbon în beton o face mult mai rezistentă la influențele externe. De fapt, se obține un monolit extrem de puternic, cu o suprafață foarte densă. Această tehnologie este utilizată în construcția de zgârie-nori și baraje, precum și în tuneluri.
Merită menționat materialele pentru armarea, repararea și restaurarea suprafețelor din beton armat - pânze și plăci speciale din fibră de carbon (de exemplu, Mapewrap sau Carboplate). Acestea vă permit să restaurați complet designul, fără a recurge la costisitoare și nu întotdeauna posibilă re-casting.
Pentru dezvoltatorii mari și dezvoltatorii privați, o astfel de inovație precum utilizarea carbonului în sistemul de ipsos de izolație a fațadelor prezintă un interes deosebit.
„Adăugarea unei compoziții de consolidare fibra de carbon mai mic diametru mai mic de 15 microni, are ca rezultat un rezultat foarte important - repetate creșterea rezistenței la impact a fațadei, - a declarat managerul de proiect Roman Ryazantsev kompaniiCAPAROL. expert în domeniul protecției și izolației termice a fațadelor clădirilor. - În special, aditivul carboxilic la sistemul de ipsos Capatect de carbon (Caparol) permite fațadei fără a afecta suporta șocuri cu energii de până la 60 de jouli. - este de zece ori mai mult decât capabil să reziste la obișnuite fațade opțiuni de ipsos "
În cazul în care proprietarul cabana decide să utilizeze un astfel de sistem pentru asieta exteriorul casei dumneavoastra, aceasta va reduce nu numai costurile de încălzire și asigură un microclimat favorabil în incinta, dar, de asemenea, pentru a proteja peretii de orice daune mecanice. O grindină mare rupe panourile de vinil și lasă urme de zgură pe tencuiala obișnuită cu nisip. Un vânt înfricoșător care transportă resturile și ramurile de copaci poate deteriora și fațada. Dar la finisaj cu adaos de fibre de carbon nu va exista urme. Mai mult, astfel de influențe interne, precum loviturile de la minge sau puc în jocurile copiilor, nu sunt teribile pentru ea.
„De obicei, pentru a proteja partea de subsol a fațadei de la deteriorări accidentale folosind piatra cu care se confruntă, cum ar fi granit, - a declarat Daniel Mazur, șeful construcției Moscova, compania Wholesales-comerț“ ICC Interstroytehnologii“. - Dar pentru finisarea subsolul complexului de apartamente, care este acum construit în sudul Moscovei, am decis să încerce un sistem cu carbon face. În studiile comparative, ea a arătat rezultate foarte impresionante. "
Vadim Pașcenco, șeful departamentului regional Moscova WDVS kompaniiCAPAROL solicită un alt rezultat valoros al sistemului de aplicare în componente de armare ipsos cu fibra de carbon: fatada devine rezistent la deformare termică. Pentru arhitecți și proprietarii de case particulare, acest lucru înseamnă deplina libertate de auto-exprimare - poate fi vopsit peretii in casa toate cele mai întunecate și culorile vibrante. Cu tencuiala tradițională de ciment și nisip, astfel de experimente se pot termina din nefericire. Suprafața peretelui întunecat este încălzit prea repede sub lumina soarelui, având ca rezultat formarea de fisuri în stratul protector și decorativ exterior. Dar pentru un sistem de fațadă cu fibre de carbon, nu există o astfel de problemă.
Acum, în întreaga Europă, apar cabane private și clădiri comerciale, școli și grădinițe care apar pe fondul general, căruia carbonul a contribuit la obținerea de culori expresive și bogate. În timp ce proprietarii ruși privați încep să experimenteze culorile fațadelor, trecând de la nuanțele tradiționale de pastelate, această tehnologie inovatoare devine populară în țara noastră.
Fără carbon, acum este imposibil să ne imaginăm o industrie de înaltă tehnologie. Este din ce în ce mai accesibil pentru oamenii obișnuiți. Acum putem cumpăra schiuri din fibră de carbon, snowboarduri, cizme de munte, biciclete de spinning, căști și alte echipamente sportive.
Dar pentru ao înlocui este deja o nouă generație de materiale - nanotuburi de carbon, care sunt zeci de ori mai puternice decât oțelul și au o masă de alte proprietăți valoroase.
Deci, producătorul canadian de îmbrăcăminte Garrison Bespoke a dezvoltat un costum pentru bărbați, care este fabricat dintr-o țesătură bazată pe nanotuburi de carbon. Această țesătură oprește gloanțele până la calibrul patruzeci și cinci și protejează de rănile de înjunghiere. În plus, este cu 50% mai ușoară decât Kevlar - un material sintetic folosit pentru a produce veste anti-bullet. [1] Asemenea costume vor intra cu siguranță la modă printre oamenii de afaceri și politicieni.
Printre aplicațiile cele mai fantastice ale nanotuburilor de carbon se numără și ascensorul spațial, care va permite livrarea în încărcături pe orbită fără lansări costisitoare și periculoase de rachete. Baza sa ar trebui să fie un cablu greu întins de pe suprafața planetei către o stație spațială situată într-o orbită geostaționară, la o altitudine de 35.000 km deasupra Pământului.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: