Oglekļa šķiedra, kas pazīstama arī kā grafīta šķiedra vai oglekļa grafīts, ir izgatavota no ļoti smalkiem elementa oglekļa pavedieniem. Oglekļa šķiedrai ir augsta stiepes izturība, un tā ir ļoti spēcīga tās izmēram. Tas ir arī ļoti viegls materiāls.
Katras šķiedras diametrs ir {{0}} mikroni. Lai sniegtu priekšstatu par to, cik mazs tas ir, viens mikrons ir vienāds ar 0,0001 mm. Zirnekļa tīkla kvēldiega diametrs ir no 3 līdz 8 mikroniem.
Funkcijas un lietojumprogrammas
Oglekļa šķiedra ir divreiz cietāka un piecas reizes stiprāka par tēraudu. Vēl viena iezīme ir to augstā ķīmiskā izturība, izturība pret augstu temperatūru un zema termiskā izplešanās.
Oglekļa šķiedra ir svarīgs inženiertehniskais materiāls lidmašīnu, augstas veiktspējas transportlīdzekļu, sporta aprīkojuma un mūzikas instrumentu ražošanā.
Kā tiek izgatavota oglekļa šķiedra
Oglekļa šķiedra ir izgatavota no organiskiem polimēriem. Šie polimēri sastāv no garām molekulu virknēm, kas savienotas ar oglekļa atomiem. Apmēram 90% oglekļa šķiedras tiek izgatavotas, izmantojot poliakrilnitrila (PAN) procesu. Atlikušie 10% ir izgatavoti, izmantojot viskozes vai naftas bitumena procesus.
Ražošanas procesā izmantotās gāzes, šķidrumi un citi materiāli rada noteiktus oglekļa šķiedras efektus, īpašības un pakāpes. Augstākās klases oglekļa šķiedras ar optimālām moduļa īpašībām tiek izmantotas prasīgos lietojumos, piemēram, aviācijas un kosmosa rūpniecībā.
Oglekļa šķiedras ražotāji atšķiras atkarībā no izmantoto izejvielu maisījuma. Viņi bieži uzskata savas īpašās receptes kā komercnoslēpumus.
ražošanas process
Ražošanas procesā izejvielas, ko sauc par prekursoriem, ievelk garos šķiedru saišķos. Pēc tam šķiedras tiek ieaustas audumā. Tos var arī kombinēt ar citiem materiāliem, uztīt kvēldiegu vai veidot vēlamajā formā un izmērā.
Ražošanas process ir šāds:
Pagriezt. PAN tiek sajaukts ar citām sastāvdaļām un savērptas šķiedrās, kuras pēc tam mazgā un izstiepj.
Stabilizēt. Ķīmiskās izmaiņas, lai stabilizētu saites.
Karbonizācija. Stabilizējošās šķiedras tiek uzkarsētas līdz ļoti augstām temperatūrām, veidojot cieši saistītus oglekļa kristālus.
Apstrādājiet virsmu. Šķiedru virsma ir oksidēta, lai uzlabotu saķeres īpašības.
izmēru noteikšana. Šķiedras ir pārklātas un uztītas uz spolēm. Pēc tam tos iekrauj vērpšanas iekārtās, kurās šķiedras savītas dažāda izmēra pavedienos.
Šķiedras var veidot kompozītmateriālos, nevis ieaust audumos. Lai izveidotu kompozītu, var izmantot siltumu, spiedienu vai vakuumu, lai savienotu šķiedras ar plastmasas polimēru.
