fibra de carbon

Fibrele de carbon - sunt materiale organice supuse stresului termic la temperaturi de 1000-3000 ° C și care conțin 92-99,99% carbon.

Pentru prima dată, prepararea și utilizarea fibrelor de carbon au fost propuse și patentat celebrul inventator american Thomas Alva Edison în 1880 ca filamente incandescente în becuri.

Cu toate acestea, interesul pe deplin în fibrele de carbon au apărut abia la sfârșitul anilor 1950.

Ei au dovedit a fi cele mai potrivite pentru materialele de armare ale motoarelor de rachetă compozite de fabricație, deoarece acestea au o rezistență termică ridicată, proprietăți bune de izolare termică, rezistența la gaze corozive și medii lichide, rezistență specifică ridicată, rezistența la oboseală și tenacitate.

Proprietățile fibrelor de carbon

Comparativ cu materialele structurale convenționale, cum ar fi aluminiu sau oțel, materiale compozite cu fibre de carbon au unele proprietăți foarte utile:

Ei au o stabilitate termică extrem de ridicată
- într-o atmosferă inertă sau în vid, până la 3000 ° C
(Temperatura de topire a devenit 1500 ° C)
- în aer la 450 ° C

Rezistivitatea electrică poate fi setat:
- de la 0,02 Ohm * m * 10 -6 (rezistenta la cupru)
- până la 1,0 Ohm * m x 10 septembrie (a rezistenței semiconductor)

Datorită caracteristicilor sale:
- mare suprafață activă 2500 m 2 / g (. 2 c sunt zona teren de fotbal!)
- rezistenta incredibila (3,6 GN / m 2) la 2 ori din oțel rezistență mai mare (1,8 GN / m 2) și în care, la 4 milioane de ori mai ușoare decât oțelul (densitate 1,9 g / m3, iar densitatea oțelului 7 , 82 tone / m3)
- și este un excelent adsorbanți (1 g absoarbe până la 50 g de ulei..) - fibre de carbon sunt superioare tuturor materialelor cunoscute din fibre rezistente la căldură!

Acest fapt reprezintă posibilitatea de a folosi fibre de carbon ca scuturile termice și materialul izolator termic în echipamentul de temperatură ridicată.

Utilizarea fibrelor de carbon

Datorită rezistenței ridicate chimică a fibrelor de carbon utilizate pentru filtrarea mediilor corozive, purificarea gazelor, fabricarea costume de protecție și alții. Și le folosesc ca o varietate de elemente de încălzire electrice destinate termocupluri de fabricație, și altele.

Conductivitatea electrică a fibrelor de carbon permite să lupte și să livreze o mulțime de probleme cu electricitatea statică (de altfel, nu este inofensiv pentru sănătatea umană) suficient pentru a intra în materialul (țesătură, hârtie) 0.02-1% din fibra de carbon la sarcinile electrice complet „se prelingeau“ la acest material, după tratament antistatic.

Materialele din carbon au, de asemenea, aplicații medicale: un organism viu nu le respinge. Prin urmare, în cazul în care fibra de carbon pe bază de pini os rupt sigiliul, și pentru a înlocui lumina tendonul deteriorate și panglica de carbon puternic, organismul nu percepe acest lucru ca un material străin.

Un material carbonic, având o activitate ridicată de adsorbție și utilizat cu succes sub formă de bandaje, tampoane și canale de scurgere în tratarea rănilor și arsurilor deschise - inclusiv chimice. pentru purificarea sângelui și a altor fluide biologice, ca medicament pentru otrăvire (datorită capacității lor ridicate de a adsorbi otrăvurile) ca purtători de medicamente și substanțe biologic active.

Fibrele de carbon utilizate pentru armarea compozit, protecție termică, stabile chimic ca umpluturi în diferite tipuri de materiale plastice armate cu fibre de carbon. Deoarece fibrele de carbon sunt realizate electrozi modernezirovat, termocuple, ecrane, absorbind radiațiile electromagnetice, produse pentru inginerie electrică și radio. fibre de carbon pe bază obținute încălzitoare rigide și flexibile. îmbrăcăminte și încălțăminte încălzită. Materiale de carbon nețesute sunt izolație cu temperatură ridicată a instalațiilor tehnologice și conducte. Datorită inerției chimice a materialului din fibra de carbon utilizate ca straturi de filtrare pentru curățarea lichidelor corozive și gazele de impurități sub formă de particule, și ca materiale de etanșare și ambalaje. Schimbătoare VBA si fibra de carbon ioni folosiți pentru purificarea aerului, precum și gazele de proces și lichide, separarea ultimei componente, fabricarea de protecție respiratorie.

În prezent, fibrele de carbon utilizate pentru protecția termică a nave spațiale, avioane, rachete, arcurile lor de fabricație, piese de motor, dispozitive termoconductoare, pentru centralele electrice și producerea de fibre de carbon activat (de exemplu, în stocarea de acumulatoare electrice, baterii, dispozitive, module pentru curatare gazele, în cazul în care noi, în special, absorbanții din fibra de carbon conductive).

Fibrele de carbon fabricate în prezent

Pe baza de fibre de viscoză și filamentele sunt realizate:

Fire, benzi, țesături, și pulbere fină de fibre zdrobite - ® Ural, UVK ®, ® Viskum

Fibra de carbon și țesături din fibre de carbon

În plus față de caracteristicile de înaltă rezistență și greutate redusă, și compozite din fibre de carbon pe baza acestora (CFRP) sunt negre și conduc electricitatea bine, care determină și limitează regiunea în care se utilizează CFRP și fibră de carbon. În plus, fibra de carbon si fibra de carbon sunt foarte mici, practic zero coeficient de dilatare liniară, ceea ce face din fibra de carbon indispensabil în anumite aplicații speciale.

Producătorii de material din fibre de carbon țesute este furnizat sub formă de fire, care este un grup de fibre de carbon elementar. Numărul de filamente din fibră de carbon estimat numărul „K“ - numărul de mii de fibre de carbon elementare. Cel mai puțin costisitoare și mai fibră de carbon - 1K, cea mai comuna fibra de carbon 3K, există, de asemenea, firul de fibre de carbon, cu K = 6, 12, 24, 48.

Fibra de carbon si fibra de carbon - aplicarea

Rachete și avioane (avioane, elicoptere, aeronave de mici dimensiuni)

Construcții navale (nave de război, sport construcții navale)

Automotive (automobile sport, motociclete, tuning)

echipament sportiv (biciclete, rachete de tenis, tije de pescuit)

Produse speciale (lame generatoarelor electrice eoliene, etc.)

Fibra de carbon - linia principală de produse

• țesătură equiresistant Standard - este folosit fibra de carbon 1K, 3K, 6K, 12K (rezistența în urzeală și bătătură egală) diferită densitatea cusăturilor de la 93 până la 630 g / m2.
• tesatura unidirecțional specială - este utilizat 1K fibra de carbon, 3K, 6K, 12K.
• tesatura equiresistant Heavy - se utilizează 24K fibra de carbon si o densitate de 48K 650-1350 g / m2.
• Heavy unidirecțională din fibre de carbon țesute.
• țesătură plană, care utilizează 12K fibra de carbon (în producerea firelor multifilament din fibre de carbon comprimat artificial secțiunea teoretică - ovală, ca o consecință a laminat subțire și mai ușor). Densitatea Fabric de 160-380 g / m2.