Kāda ir atšķirība starp oglekļa šķiedru un kevlaru?

Kas ir oglekļa šķiedra?

Oglekļa šķiedras ir gari, plāni pavedieni, kas galvenokārt izgatavoti no oglekļa atomiem, kas saistīti kopā mikroskopiskos kristālos.

Kristāli ir izlīdzināti, kas padara tos ļoti spēcīgus. Pēc tam tie tiek savīti kopā, līdzīgi kā kokvilnas ražošanas procesā, lai izveidotu dziju. Pēc tam dzijas tiek austas kopā, lai izveidotu oglekļa šķiedras audumu. Ir dažādi oglekļa šķiedras pinumi:

Plain Weave: pazīstams arī kā divvirzienu standarta augšējais/uz leju, ir ļoti viegli lietojams, jo ir cieši austs.

Sarža sarža: diagonāls raksts no augšas un apakšas Tas ir vislabāk zināmais oglekļa šķiedras raksts un piedāvā brīvāku formu nekā parastiem dizainiem, padarot to piemērotāku sarežģītākām formām.

Satīns: Satīnam ir ķieģeļveida līdzība, kas rodas no skaitļiem, kas ir lielāki par (parasti četri vai astoņi) līdz mazāki par vienu. Ar šo modeli nav visvieglāk strādāt, taču tas vislabāk darbojas ar sarežģītām līknēm.

Vienvirziena: kā norāda nosaukums, visas dzijas ir vienvirziena. Nav pinuma, parasti tiek izmantots pavediens, lai to turētu kopā, taču tas nemaina oglekļa šķiedras struktūru. Vislabāk piemērots veidnēm, kas ir nospriegotas tikai vienā asī

Kā tiek izgatavota oglekļa šķiedra?

Katram oglekļa šķiedras ražotājam ir sava materiāla izgatavošanas metode, lai piešķirtu tam izturību vai estētiskas pārdošanas īpašības. Tomēr parasti visas oglekļa šķiedras nāk no organiskiem polimēriem, kas ir kopā turētas oglekļa atomu molekulārās ķēdes.

PAN (poliakrilnitrila) ražošanas process veido aptuveni 90 procentus no visas oglekļa šķiedras ražošanas, un tas ir sadalīts piecos posmos:

Poliakrilnitrilu sajauc ar citiem priekšmetiem un savērpj šķiedrās, kuras pēc tam izstiepj un notīra.

pēc tam pievieno ķīmiskās vielas, lai stabilizētu

Pievienojot siltumu, augstā temperatūra palīdz veidot cieši saistītus oglekļa kristālus.

Šķiedras tiek oksidētas, lai uzlabotu saķeres īpašības.

Visbeidzot, dzīslas tiek pārklātas un savītas dažāda izmēra pavedienos. Pirms oglekļa šķiedras kļūst par kompozītmateriālu, tiek pievienots polimērs, un diegi un polimērs tiek savienoti kopā ar karstumu, spiedienu vai vakuumu, lai izveidotu kompozītmateriālu.

Tāpat kā jebkurā ražošanas procesā, izmantotie materiāli oglekļa šķiedrai radīs īpašas īpašības un efektus, ļaujot atšķirt šķirošanu un pielietojumu.

Kādas ir oglekļa šķiedras priekšrocības?

Oglekļa šķiedra ir pazīstama ar savu vieglo svaru un augsto izturību, padarot to par ideālu progresīvu kompozītmateriālu jūras, automobiļu un kosmosa nozarē. Galvenās priekšrocības ietver:

Lieliska izturības un svara attiecība

augsta karstumizturība

Augsta ķīmiskā/korozijas izturība (ja tiek izmantota ar pareiziem sveķiem)

Īpaši elastīgs dažādiem lietojumiem

lieliskas noguruma īpašības

Piemērots dažādiem dažādiem materiāliem

elektriskā un siltuma vadītspēja

Ir zems termiskās izplešanās koeficients

Kādi ir oglekļa šķiedras trūkumi?

Neskatoties uz daudzajām priekšrocībām, oglekļa šķiedra joprojām ir salīdzinoši jauns kompozītmateriāls, taču tai ir arī daži trūkumi:

Dārgi salīdzinājumā ar citiem kompozītmateriāliem

Ražošana ir darbietilpīgāka

Pašlaik nav pārstrādājams, tērauda vai alumīnija vietā bieži izmanto oglekļa šķiedru, kas abi ir pārstrādājami materiāli

Pārsniedzot ietilpību, saplaisās/saplīst

Ja tas ir bojāts, tas ir jānomaina, nevis jālabo kā metāla konstrukcijas