Τι είναι το ύφασμα άνθρακα; Εφαρμογή carbon υφάσματος σε διάφορους τομείς δραστηριότητας

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Τι είναι το ύφασμα άνθρακα; Πρόκειται για ένα υλικό που αποτελείται από εξαιρετικά ελαφριές και ισχυρές ίνες ενός ενισχυμένου πολυμερούς. Στον πυρήνα του, αυτό το πολυμερές είναι μια μακρά αλυσίδα μορίων που συγκρατούνται μεταξύ τους από άτομα άνθρακα. Συνήθως, το πολυμερές που χρησιμοποιείται για την κατασκευή ανθρακονημάτων είναι ενενήντα τοις εκατό άνθρακας αναμεμειγμένος με δέκα τοις εκατό διάφορα πρόσθετα.

Τα προϊόντα από διαφορετικούς κατασκευαστές ενδέχεται να διαφέρουν μεταξύ τους - ανάλογα με το ενισχυμένο πολυμερές που χρησιμοποιείται στην παραγωγή και τους συνδυασμούς των πρώτων υλών. Η ακριβής σύνθεση του ανθρακονήματος, κατά κανόνα, δεν αποκαλύπτεται. Εξάλλου, αυτό είναι εμπορικό μυστικό.

Παραγωγή υφασμάτων άνθρακα

Η παραγωγή υφασμάτων άνθρακα ξεκινά με το τράβηγμα σε λεπτές κλωστές από ενισχυμένα πολυμερή. Στη συνέχεια, τα νήματα που λαμβάνονται κατά τη διαδικασία σχεδίασης τυλίγονται στα μασούρια και, στη συνέχεια, με τη βοήθεια ειδικών αργαλειών, το ίδιο το ύφασμα υφαίνεται από αυτά. Μόνο πέντε έως δέκα μικράκάθε νήμα έχει διάμετρο και, παρόλα αυτά, είναι πολύ ισχυρή.

Το ύφασμα άνθρακα είναι αναμφισβήτητα το ισχυρότερο υφαντό υλικό που διατίθεται σήμερα.

Αίτηση

Η χρήση υφασμάτων άνθρακα μπορεί να είναι απεριόριστη. Πού εφαρμόζεται; Τις περισσότερες φορές χρησιμοποιείται όπου απαιτείται χαμηλό βάρος, υψηλή αγωγιμότητα, υψηλή αντοχή. Λόγω του γεγονότος ότι το ύφασμα άνθρακα μπορεί να έχει διαφορετικές ποιότητες, η χρήση του εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη σύνθεση και την κατηγορία του υφάσματος. Για παράδειγμα, η υψηλότερη ποιότητα αυτής της ίνας χρησιμοποιείται στην αεροδιαστημική βιομηχανία.

Κατασκευή

Στις κατασκευές, το εξαιρετικά λεπτό ύφασμα άνθρακα χρησιμοποιείται στο σύστημα εξωτερικής ενίσχυσης. Κατά την επισκευή φέροντων κατασκευών, η χρήση ανθρακονήματος και εποξειδικού συνδετικού υλικού καθιστά δυνατή την ανακατασκευή σε σύντομο χρονικό διάστημα και μειώνει σημαντικά το κόστος εργασίας σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους. Παρά το γεγονός ότι ο χρόνος επισκευής μειώνεται αρκετές φορές, η διάρκεια ζωής της δομής αυξάνεται επίσης αρκετές φορές. Η φέρουσα λειτουργία της κατασκευής όχι μόνο αποκαθίσταται, αλλά και αυξάνεται αρκετές φορές.

Αεροπορία

Τι χρησιμεύει το ανθρακονημάτινο ύφασμα στην αεροπορία; Χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μονοκόμματων σύνθετων εξαρτημάτων, χρησιμοποιούνται επίσης υλικά άνθρακα. Τα προϊόντα που προκύπτουν, που χαρακτηρίζονται από ελαφρότητα και αντοχή, καθιστούν δυνατή την αντικατάσταση κραμάτων αλουμινίου με ανθρακονήματα. Με βάρος πέντε φορές μικρότερο από τα εξαρτήματα αλουμινίου, τα σύνθετα μέρη έχουν μεγαλύτερη ευελιξία, αντοχή και αντοχή στην πίεση.

Βιομηχανία

Επίσης, τα πλαστικά άνθρακα χρησιμοποιούνται στην πυρηνική βιομηχανία για τη δημιουργία αντιδραστήρων ενέργειας, όπου η κύρια απαίτηση για τα χρησιμοποιούμενα υλικά είναι η αντοχή τους στην ακτινοβολία, η αντοχή τους σε υψηλές θερμοκρασίες και πίεση. Όλες αυτές οι ιδιότητες έχει το ανθρακονημάτινο ύφασμα. Επιπλέον, ιδιαίτερη προσοχή στην πυρηνική βιομηχανία δίνεται στην αντοχή των εξωτερικών δομών, επομένως το ύφασμα χρησιμοποιείται ευρέως και στο σύστημα εξωτερικής ενίσχυσης.

CFRP

Ο άνθρακας (ή ανθρακονήματα) χρησιμοποιείται στην αυτοκινητοβιομηχανία για την παραγωγή μεμονωμένων εξαρτημάτων και ανταλλακτικών, καθώς και για ολόκληρα αμαξώματα αυτοκινήτων. Η υψηλή αναλογία αντοχής προς βάρος επιτρέπει στους κατασκευαστές να δημιουργούν ασφαλή και οικονομικά οχήματα: η μείωση του βάρους του οχήματος λόγω των ανθρακονημάτων μειώνει τις εκπομπές CO2 κατά 16%. Επειδή υπάρχει μείωση στην κατανάλωση καυσίμου κατά πολλές φορές.

Αρκετά ισχυρή θέση κατέχουν τα σύνθετα υλικά στην πολιτική αεροδιαστημική βιομηχανία. Υψηλές απαιτήσεις δημιουργούνται από τα βαριά φορτία των διαστημικών πτήσεων. Οι ίνες άνθρακα και τα υλικά που κατασκευάζονται από αυτές λειτουργούν υπό συνθήκες υψηλών και χαμηλών θερμοκρασιών και πιέσεων, υπό την επίδραση ακτινοβολίας, υπό υψηλά φορτία δόνησης κ.λπ.

Στη ναυπηγική, τα πλαστικά ενισχυμένα με ανθρακονήματα είναι τα καλύτερα συστατικά για το σχεδιασμό και τη δημιουργία νέων υλικών και δομών από αυτά λόγω της αντοχής στη διάβρωση, της υψηλής ειδικής αντοχής, του μη μαγνητισμού, της χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας και της υψηλής αντοχής σε κρούση. ΕπιλογήΤο συγκεκριμένο υλικό οφείλεται στη δυνατότητα συνδυασμού υψηλής χημικής αδράνειας και αντοχής σε αυτό, καθώς και στην απορρόφηση ήχου, κραδασμών και ραδιοφώνου, γεγονός που του επιτρέπει να χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή κατασκευών διαφόρων τύπων πολιτικών πλοίων.

Στην παγκόσμια πρακτική, η αιολική ενέργεια είναι ένας από τους πιο σημαντικούς τομείς όπου χρησιμοποιείται άνθρακας. Αυτή η βιομηχανία είναι στα σπάργανα στη Ρωσία, αν και οι ανεμόμυλοι εμφανίζονται σε όλο τον κόσμο: σε παράκτιες περιοχές, σε ακατοίκητες περιοχές και σε υπεράκτιες πλατφόρμες. Η αξεπέραστη αντοχή και ελαφρότητα των ανθρακονημάτων κατέστησαν δυνατή τη δημιουργία μακρύτερων λεπίδων. Με τη σειρά τους, έχουν γίνει πιο ενεργειακά αποδοτικά.

Τα CFRP χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως στη σιδηροδρομική βιομηχανία. Η αντοχή και η ελαφρότητα του υλικού συμβάλλουν στον ελάφρυνση των δομών των σιδηροδρομικών βαγονιών, γεγονός που καθιστά δυνατή τη μείωση του συνολικού βάρους του τρένου, την αύξηση του μήκους του και τη βελτίωση των χαρακτηριστικών ταχύτητας.

Οι ίνες άνθρακα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν στην κατασκευή σιδηροδρομικών γραμμών και στην κατασκευή σιδηροδρομικών γραμμών: το μήκος των συρμάτων θα αυξήσει την υψηλή αντοχή κάμψης, γεγονός που θα μειώσει τον αριθμό των απαιτούμενων στηριγμάτων και, ταυτόχρονα χρόνο, μειώστε τον κίνδυνο χαλάρωσης.

Τα σύνθετα υλικά περιλαμβάνονται εντατικά στον συνήθη τρόπο ζωής κάθε ανθρώπου. Πολλά καταναλωτικά αγαθά δημιουργούνται από αυτά: αθλητικός εξοπλισμός και εξοπλισμός, εσωτερικά είδη, οικιακές συσκευές, υπολογιστές και πολλά άλλα.