Mis on süsinikriie? Süsinikkanga rakendamine erinevates tegevusvaldkondades

Sisukord:

Mis on süsinikriie? Süsinikkanga rakendamine erinevates tegevusvaldkondades
Mis on süsinikriie? Süsinikkanga rakendamine erinevates tegevusvaldkondades

Video: Mis on süsinikriie? Süsinikkanga rakendamine erinevates tegevusvaldkondades

Video: Mis on süsinikriie? Süsinikkanga rakendamine erinevates tegevusvaldkondades
Video: Ohtlik lend kaadri taga 360p 2024, Mai
Anonim

Mis on süsinikriie? See on materjal, mis koosneb ülikergetest ja tugevatest tugevdatud polümeeri kiududest. Selle polümeeri tuumaks on pikk molekulide ahel, mida hoiavad koos süsinikuaatomid. Tavaliselt on süsinikkanga valmistamiseks kasutatav polümeer üheksakümmend protsenti süsinikku, mis on segatud kümne protsendi mitmesuguste lisanditega.

Erinevate tootjate tooted võivad üksteisest erineda – olenev alt tootmises kasutatavast tugevdatud polümeerist ja toorainete kombinatsioonidest. Süsinikkanga täpset koostist reeglina ei avalikustata. Lõppude lõpuks on see ärisaladus.

Süsinikriide tootmine

Süsinikkanga tootmine algab tugevdatud polümeeridest õhukesteks niitideks tõmbamisega. Järgmisena keritakse poolidele joonistamise käigus saadud niidid ja seejärel kootakse neist spetsiaalsete kangastelgede abil kangas ise. Ainult viis kuni kümme mikronitigal keermel on läbimõõt ja vaatamata sellele on see väga tugev.

Süsinikkangas on vaieldamatult tugevaim tänapäeval saadaolev kootud materjal.

Rakendus

Süsinikriide kasutamine võib olla piiramatu. Kus seda rakendatakse? Kõige sagedamini kasutatakse seda seal, kus on vaja väikest kaalu, suurt juhtivust ja suurt tugevust. Kuna süsinikkangal võib olla erinev kvaliteet, sõltub selle kasutamine suuresti kanga koostisest ja klassist. Näiteks kasutatakse selle kiu kõrgeimat sorti kosmosetööstuses.

süsiniku lõuend
süsiniku lõuend

Ehitus

Ehituses kasutatakse välistugevdussüsteemis üliõhukest süsinikkangast. Süsinikkanga ja epoksüsideaine kasutamine võimaldab kandekonstruktsioonide remondi käigus teostada rekonstrueerimist lühikese ajaga ning vähendab oluliselt tööjõukulusid võrreldes traditsiooniliste meetoditega. Hoolimata asjaolust, et remondiaeg väheneb mitu korda, pikeneb ka konstruktsiooni kasutusiga mitu korda. Konstruktsiooni kandevõimet mitte ainult ei taastata, vaid suurendatakse ka mitu korda.

süsinikkiud
süsinikkiud

Lennundus

Milleks on süsinikkangas lennunduses? Seda kasutatakse ühes tükis komposiitdetailide loomiseks, kasutatakse ka süsinikmaterjale. Saadud tooted, mida iseloomustab kergus ja tugevus, võimaldavad asendada alumiiniumisulamid süsinikkiuga. Komposiitdetailid, mis kaaluvad viis korda vähem kui alumiiniumdetailid, on suurema paindlikkuse, tugevuse ja survekindlusega.

Tööstus

Samuti kasutatakse süsinikplasti tuumatööstuses jõureaktorite loomisel, kus kasutatavate materjalide põhinõue on nende kiirguskindlus, vastupidavus kõrgetele temperatuuridele ja rõhule. Kõik need omadused on süsinikkangal. Lisaks pööratakse tuumatööstuses erilist tähelepanu väliskonstruktsioonide tugevusele, seetõttu kasutatakse kangast laialdaselt ka välises tugevdussüsteemis.

süsinikust kangast
süsinikust kangast

CFRP

Süsinikku (või süsinikkiudu) kasutatakse autotööstuses nii üksikute komponentide ja osade kui ka tervete autokerede tootmiseks. Kõrge tugevuse ja kaalu suhe võimaldab tootjatel luua ohutuid ja kütusesäästlikke sõidukeid: süsinikkiust tingitud sõiduki massi vähenemine vähendab CO2 heitkoguseid 16%. Kuna kütusekulu väheneb mitu korda.

Tsiviillennundustööstuses on komposiitmaterjalidel üsna tugev positsioon. Kosmoselendude rasked koormused seavad neile kõrged nõudmised. Süsinikkiud ja sellest valmistatud materjalid töötavad kõrge ja madala temperatuuri ja rõhu tingimustes, kiirguse mõjul, suure vibratsioonikoormuse all jne.

Beebi tool
Beebi tool

Laevaehituses on süsinikkiuga tugevdatud plastid parimad komponendid nendest uute materjalide ja konstruktsioonide projekteerimiseks ja loomiseks nende korrosioonikindluse, kõrge eritugevuse, mittemagnetismi, madala soojusjuhtivuse ja kõrge löögikindluse tõttu. ValikSee konkreetne materjal on tingitud võimalusest kombineerida selles kõrget keemilist inertsust ja tugevust, samuti heli, vibratsiooni ja raadio neeldumist, mis võimaldab seda kasutada erinevat tüüpi tsiviillaevade konstruktsioonide valmistamisel.

Maailma praktikas on tuuleenergia üks olulisemaid valdkondi, kus süsinikmaterjali kasutatakse. See tööstus on Venemaal lapsekingades, kuigi tuulikud ilmuvad kõikjal maailmas: rannikualadel, asustamata aladel ja avamereplatvormidel. Süsinikkiu ületamatu tugevus ja kergus võimaldasid luua pikemaid terasid. Need on omakorda muutunud energiasäästlikumaks.

süsiniku niidid
süsiniku niidid

CFRP-sid kasutatakse laialdaselt ka raudteetööstuses. Materjali tugevus ja kergus aitavad kaasa raudteevagunite konstruktsioonide kergendamisele, mis võimaldab vähendada rongi kogumassi, suurendada selle pikkust ja parandada kiirusomadusi.

Süsinikkiudu saab kasutada ka raudtee- ja raudteeteede ehitamisel: juhtmete pikkus suurendab suurt paindetugevust, mis vähendab vajalike tugede arvu ja samal ajal aega, vähendage longusohtu.

Komposiitmaterjalid on intensiivselt kaasatud iga inimese harjumuspärasesse eluviisi. Nendest luuakse palju tarbekaupu: spordivarustus ja -varustus, sisustusesemed, kodumasinad, arvutid ja palju muud.

Soovitan: