Süsinik on Süsinik: kirjeldus, ulatus, funktsioonid ja ülevaated

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Täiustatud tehnoloogiad toovad tänapäeval meie ellu regulaarselt palju erinevaid uuendusi, mis võivad seda oluliselt lihtsustada või kvaliteeti parandada. Eelkõige puudutab see keemiatööstuse uusimate arengute loomist, mille tooteid kasutatakse peaaegu kõigis inimtegevuse harudes. Üks selline oskusteave on praegu materjal süsinik. Räägime sellest artiklis võimalikult üksikasjalikult.

Definitsioon

Süsinik on oma olemuselt süsinikkiud, st erinevate kihtidega komposiitmaterjal. Lihtsam alt öeldes süsinikkiud võrgu kujul, mille kest on omakorda valmistatud termoreaktiivsetest polümeersetest vaikudest. Tegelikult on süsinik tänapäeval peaaegu kõik komposiitmaterjalid, mille tugialus on süsinikkiudude kujul. Kuid samal ajal võivad ühenduselementideks olla erinevad abikomponendid.

Kulu

Süsinik on väga kallis lõpptoode, mille maksumuse määrab muljetavaldav käsitsitöö osakaal ja keeruline tehniline protsess üldiselt. Aru saamakui kallis on süsinik, võrdleme selle maksumust terasega. Seega, kui üks kilogramm terast maksab tootjale umbes 1 dollari, siis sama kaaluga süsinikkiud on 20 korda kallim. Süsinikkiu maksumuse vähendamine on võimalik ainult selle loomise protsessi täieliku automatiseerimise kaudu.

Kasutusala

Algselt oli süsinik materjal, mis loodi kosmosesõidukite ja autotööstuse jaoks. Kuid aja jooksul on see ainulaadsete jõudlusomaduste (madal erikaal, suur tugevus) tõttu leidnud rakendust ka muudes valdkondades, näiteks:

- Lennukitööstus.

- Erinevate spordivahendite, õngeritvade, kiivrite tootmine.

- Meditsiiniseadmete ja muu tootmine.

Erifunktsioonid

Süsinik on uurides selle peamised positiivsed omadused. Sellest materjalist tooteid saab vormida peaaegu igas konfiguratsioonis. Selle põhjuseks on asjaolu, et süsinikkangal on väga suur paindlikkus, mis omakorda tagab optimaalse lõikamise ja lõikamise. Sel juhul tuleb valmistoode kindlasti epoksüvaiguga immutada. Sel viisil saadud tooteid saab probleemideta lihvida, poleerida, värvida ja isegi fleksotrükkida.

Eritunnused

Jätkates süsiniku (karbon) kaalutlemisel näitame selle ainulaadseid omadusi. Selle süsinikplasti kõigi tüüpide puhul on levinud tugevduselemendi kasutamine - süsinikkiud, mille paksus on 0,005-0,01 mm, suurepärase tõmbetugevusega, kuid ei talu painutust ja väändumist. Seetõttu on süsinik materjal, mida kasutatakse lehe kujul. Tihti kasutatakse lisatugevduseks kummi, mis annab süsinikkiule halli tooni. Üldiselt iseloomustab süsinikku kulumiskindlus, tugevus, jäikus ja madal erikaal.. Selle tihedus on alates 1450 kg / m3. kuni 2000 kg/m3

Tootmistehnoloogia peensused

Süsinikkidest pärit kiud saadakse kuumtöötlemise käigus õhus. See tähendab, et orgaaniliste või polümeersete niitide oksüdeerumine toimub päeva jooksul temperatuuril 250 kraadi Celsiuse järgi. Seejärel viiakse läbi karboniseerimine - saadud kiudude kuumutamine inertgaasi keskkonnas temperatuurivahemikus 800-1500 kraadi, et valmistada molekulaarstruktuur ette optimaalseks. Sellele järgneb grafitiseerimine samas keskkonnas, kuid juba temperatuuridel kuni 3000 kraadi. Seda protsessi saab korrata mitu korda, et suurendada süsiniku kontsentratsiooni 99%.

Väljaandmise vorm

Süsinikkiud võivad olla kas lühikesed, lõigatud või pidevate niitidena rullidel. Kuid nagu eespool mainitud, on süsinikul halb painutuskindlus, siis moodustatakse süsinikkiust sageli lõuend, mida nimetatakse süsinikkangaks. Veelgi enam, see selgub mitmesuguste kudumitena: kalasaba, matid ja nii edasi. Juhtub, et kiud lihts alt katkevad enne vaiguga täitmist üsna suurte pistetena. Kandjapõhjaks on enamasti epoksüvaigud,millised süsinikkiud on laotud kihtidena. 1 mm paksune leht sisaldab peamiselt kolme kuni nelja sellist kihti.

Väärikus

Süsinikul on terve rida vaieldamatuid eeliseid, mille hulgas tuleks välja tuua:

- Väike erikaal. Isegi alumiinium on kirjeldatud materjalist 20% raskem.

- Süsinik, süsiniku ja kevlari kombinatsioon, on vaid veidi raskem kui kumm, kuid palju tugevam ning löögi mõjul ainult mureneb, kuid ei purune väikesteks osakesteks.

- Vastupidav kõrgetele temperatuuridele. Süsinik talub kuni 2000 kraadi Celsiuse järgi.- on hea soojusmahtuvuse ja suurepärase vibratsioonisummutusvõimega.

- Vastupidav korrosiooni nähtusele.

- Sellel on kõrge tõmbetugevus ja tõmbetugevus.

- Sellel on esteetiline välimus ja dekoratiivne efekt.

Puudused

Kuid võrreldes metalltoodetega on süsinikul järgmised negatiivsed omadused:

- Suur tundlikkus teravate löökide suhtes.

- taastamise keerukus kildude, purunemiste ja erinevate kriimustuste korral.

- Läbipõlemine ja tuhmumine ereda päikesevalguse käes. Seetõttu on kõik süsinikkiust valmistatud asjad spetsiaalselt lakitud või emailitud.

- Piisav alt pikaajaline toodete tootmine, mis nõuavad märkimisväärset ajainvesteeringut.

- Probleemid ringlussevõtu ja korduskasutusega. Metalliga otsese kokkupuute tsoonides algab selle korrosioon, seetõttu fikseerige nendes punktidesspetsiaalsed klaaskiust sisetükid.

Kasutajate arvamus

Kokkuvõtteks märgime inimeste arvustusi artiklis kirjeldatud tööstuse toote kohta. Mis on süsinik? See materjal on paljude kasutajate sõnul väga hea oma tugevuse, kuid samal ajal kerguse tõttu. Seda hindasid eriti kalamehed, kes on pikka aega kasutanud õngeritvad, millest paljud põhinevad süsinikul. Lisaks sellele on sellised õngeridvad head ka selle poolest, et neil on suur vastupidavus, kuna neid iseloomustab ka suurenenud kulumiskindlus.