Ogljik je... Carbon: opis, aplikacije, funkcije in pregledi

Napredna tehnologija danes prinaša veliko različnih inovacij, ki lahko bistveno poenostavijo ali izboljšajo življenje. To še posebej velja za najnovejše dosežke v kemični industriji, katere izdelki se uporabljajo v skoraj vseh vejah človeške dejavnosti. Eno takšnih znanj je zdaj material ogljik. O tem bomo podrobneje govorili v tem članku.

Opredelitev

Ogljik je po svoji naravi ogljikovo vlakno, tj. kompozitni material z več plastmi. Preprosto povedano, ogljikova vlakna v obliki traku, katerega lupina je izdelana iz termoreaktivnih polimernih smol. Pravzaprav so ogljikova vlakna danes skoraj vsi kompozitni materiali, ki imajo nosilno strukturo v obliki ogljikovih vlaken. Vendar se lahko kot vezivna sredstva uporabljajo različni pomožni materiali.

Stroški

Ogljik je zelo drag končni izdelek, ki zahteva veliko ročnega dela in je na splošno zelo zapleten tehnični postopek. Za lažjo predstavo o ceni ogljika primerjajmo ceno ogljika in jekla. Če kilogram jekla stane proizvajalca približno 1 dolar, je enaka teža ogljikovih vlaken 20-krat dražja. Zmanjšanje stroškov plastike, ojačane z ogljikovimi vlakni, je mogoče le z uvedbo popolne avtomatizacije postopka njene izdelave.

Področje uporabe

Prvotno so bila ogljikova vlakna material, ki je bil razvit za vesoljska plovila in avtomobilsko industrijo. Vendar se je sčasoma zaradi svojih edinstvenih operativnih lastnosti (majhna specifična teža, visoka trdnost) začel uporabljati tudi na drugih področjih, kot so

- Gradnja zrakoplovov.

- proizvodnja različne športne opreme, ribiških palic, čelad.

- Medicinska tehnologija in druge industrije.

Posebne lastnosti

Pri preučevanju, kaj je ogljik, upoštevajmo njegove glavne pozitivne lastnosti. Lahko ga oblikujemo v skoraj vsako obliko. Karbonska vlakna so namreč zelo prožna, kar omogoča optimalno rezanje in stiskanje materiala. Končni izdelek vedno impregnirajte z epoksidno smolo. Izdelane izdelke lahko brez težav brušite, polirate, barvate in celo fleksotiskate.

Edinstvene funkcije

Če nadaljujemo z razmišljanjem o tem, kaj je ogljik (karbon), omenimo njegove edinstvene značilnosti. Vsem vrstam plastike, ojačane z ogljikovimi vlakni, je skupno, da gre za ogljikova vlakna debeline od 0,005 do 0,01 mm, ki delujejo natezno, vendar ne prenesejo upogibanja in zvijanja. Zato je karbon material, ki se izkorišča v obliki tkanine.Za dodatno ojačitev se zelo pogosto uporablja guma, zaradi katere je plastika, ojačena z ogljikovimi vlakni, sive barve.Na splošno so za ogljikova vlakna značilni trajnost, trdnost, togost in majhna specifična teža. Gostota od 1450 kg/cu.m. do 2000 kg/m3.

Prefinjene proizvodne tehnike

Vlakna iz ogljikovih filamentov se proizvajajo v zraku s postopkom toplotne obdelave. To pomeni, da se organska ali polimerna vlakna en dan oksidirajo pri 250 stopinjah Celzija. karbonizacija - segrevanje vlaken v inertnem plinu pri temperaturi od 800 do 1500 °C, da se pripravi molekularna struktura za optimalno uporabo. Temu sledi grafitizacija v istem okolju, vendar pri temperaturi do 3000 stopinj Celzija. postopek se lahko večkrat ponovi, da se vsebnost ogljika poveča na 99 %.

Obrazec za sprostitev

Ogljikova vlakna so lahko kratka, sesekljana ali v neprekinjenih pramenih na tuljavah. Kot smo že omenili, pa so ogljikova vlakna slabo odporna proti upogibanju, zato se ogljikova vlakna pogosto oblikujejo v tkanino, imenovano Carbon Fabric. Na voljo je v različnih vrstah tkanin: ribja kost, burlapa in drugih. Včasih se vlakna pred vlivanjem smole preprosto prekinejo s precej grobimi šivi.Nosilni material je običajno epoksidna smola, v katero so v plasteh zložena ogljikova vlakna. List debeline 1 mm običajno vsebuje tri ali štiri plasti.

Prednosti

Karbon ima vrsto nespornih prednosti, med katerimi je treba omeniti naslednje:

- Nizka specifična teža. Tudi aluminij je za 20 % težji od opisanega materiala.

- Karbon v kombinaciji s kevlarjem je le nekoliko težji od gumijastega kolega, vendar je veliko trpežnejši in se pod vplivom udarne obremenitve le drobi, ne razleti pa na drobne delce.

- Odpornost na visoke temperature. Ogljik lahko prenese do 2.000 stopinj Celzija.- ima dobro toplotno kapaciteto in odlično duši vibracije.

- Odpornost na pojav korozije.

- Ima visoko natezno trdnost in natezno trdnost.

- je estetsko prijeten in dekorativen.

Slabosti

V primerjavi s kovinskimi izdelki imajo ogljikova vlakna tudi več slabosti:

- Visoka občutljivost na udarce z ostrimi točkami.

- Težka obnova, če je razpokano, zlomljeno ali opraskano na različne načine.

- izgorevanje ali bledenje zaradi izpostavljenosti močni sončni svetlobi. Zato so vsi izdelki iz ogljikovih vlaken obdelani s posebnim lakom ali emajlirano površino.

- Dolgotrajna izdelava, ki zahteva veliko časa.

- Težave pri odstranjevanju in ponovni uporabi. Na območjih neposrednega stika s kovino začne korodirati, zato so na teh mestih pritrjeni posebni vložki iz steklenih vlaken.

Mnenje uporabnikov

Na koncu naj omenimo povratne informacije ljudi o industriji izdelkov, opisani v članku. Kaj so ogljikova vlakna?? Po mnenju številnih uporabnikov je ta material zelo dober zaradi svoje trpežnosti, hkrati pa je tudi lahek. To še posebej cenijo ribiči, ki že dolgo uporabljajo ribiške palice, med katerimi je veliko takšnih, ki temeljijo na karbonu. Ni treba posebej poudarjati, da je za te ribiške palice značilna tudi velika trpežnost, saj so bolj odporne proti obrabi.