Ugljična vlakna, poznata i kao grafitna vlakna ili karbonski grafit, napravljena su od vrlo finih filamenata elementa ugljika. Ugljična vlakna imaju visoku vlačnu čvrstoću i vrlo su jaka za svoju veličinu. Takođe je veoma lagan materijal.
Prečnik svakog vlakna je {{0}} mikrona. Da bismo vam dali ideju koliko je mali, jedan mikron je jednak 0,0001 mm. Filament paukove mreže je između 3 i 8 mikrona u prečniku.
Karakteristike i aplikacije
Ugljična vlakna su dva puta čvršća i pet puta čvršća od čelika. Druga karakteristika je njihov visok stepen hemijske otpornosti, otpornost na visoke temperature i nisko termičko širenje.
Ugljična vlakna su važan inženjerski materijal u proizvodnji aviona, vozila visokih performansi, sportske opreme i muzičkih instrumenata.
Kako nastaju karbonska vlakna
Ugljična vlakna su napravljena od organskih polimera. Ovi polimeri se sastoje od dugih nizova molekula povezanih atomima ugljika. Oko 90% karbonskih vlakana se proizvodi postupkom poliakrilonitrila (PAN). Preostalih 10% je napravljeno korišćenjem rejonskih ili naftnih bitumenskih procesa.
Plinovi, tekućine i drugi materijali koji se koriste u procesu proizvodnje proizvode određene efekte, kvalitete i kvalitete karbonskih vlakana. Najviši razredi karbonskih vlakana sa optimalnim svojstvima modula koriste se u zahtjevnim aplikacijama kao što je zrakoplovna industrija.
Proizvođači karbonskih vlakana razlikuju se u mješavini sirovina koje koriste. Svoje specifične recepte često tretiraju kao poslovnu tajnu.
proces proizvodnje
Tokom procesa proizvodnje, sirovine koje se nazivaju prekursori se uvlače u snopove dugih vlakana. Vlakna se zatim utkaju u tkaninu. Također se mogu kombinirati s drugim materijalima, namotati ili oblikovati u željeni oblik i veličinu.
Proces proizvodnje je sljedeći:
Rotirajte. PAN se miješa sa ostalim sastojcima i vrti u vlakna, koja se zatim isperu i razvlače.
Stablize. Hemijske promjene za stabilizaciju veza.
Karbonizacija. Stabilizujuća vlakna se zagrijavaju na vrlo visoke temperature, formirajući čvrsto vezane kristale ugljika.
Obradite površinu. Površina vlakana se oksidira kako bi se poboljšala svojstva vezivanja.
dimenzioniranje. Vlakna su obložena i namotana na kalemove. Zatim se utovaruju na mašine za predenje koje upredaju vlakna u pređe različitih veličina.
Vlakna se mogu oblikovati u kompozitne materijale, a ne utkati u tkanine. Za formiranje kompozita mogu se koristiti toplina, pritisak ili vakuum za vezivanje vlakana na plastični polimer.
Stvari koje treba razmotriti
Proizvodnja karbonskih vlakana suočava se s mnogim izazovima, uključujući:
Potrebna je isplativija restauracija i restauracija.
Proces površinske obrade mora biti pažljivo reguliran kako bi se izbjeglo stvaranje udubljenja koje bi mogle dovesti do oštećenja vlakana.
Potrebna je stroga kontrola kako bi se osigurao dosljedan kvalitet.
Zbog jake provodljivosti karbonskih vlakana, u električnoj opremi može doći do stvaranja luka i kratkih spojeva.
Brige o zdravlju i sigurnosti kao što su iritacija kože i respiratorni problemi.
