Царбон влакна је висока чврстоћа, лагани материјал састављен од атома угљеника. Широко се користи у ваздухопловству, производњи аутомобила, спортској опреми и другим областима због својих одличних механичких својстава и хемијског отпора. Међутим, перформансе угљених влакана у окружењу високог температуре разликују се од њене перформансе на собној температури. Ево неких главних физичких промена угљених влакана на високим температурама:
Промене снаге и модула
1. Смањење чврстоће: Како се температура повећава, јачина угљеничних влакана ће се постепено смањивати. То је зато што ће висока температура проузроковати уништавање микроструктуре угљеничних влакана и разлагање везивног филма на површини влакна, чиме се смањује његова укупна чврстоћа.
2 Смањење модула: Модул (еластични модул) угљеника такође ће се смањити са све већом температуром. Ова промена је повезана са променама у својој микроструктурној и деформацијском механизму.
Промјене у коефицијенту термичке експанзије
Коефицијент топлотног експанзије угљених влакана повећава се на високим температурама. Ова промена може изазвати проблеме са димензионалним стабилношћу, посебно у прецизним апликацијама. Повећање коефицијента топлотног експанзије значи да је материјал вероватније да се деформише када се температура промени.
Реакције термичког разлагања и оксидације
1. Термичко распадање: Угљена влакна ће се подвргнути термичком распадању на екстремно високим температурама (преко 2700-3000 степени). Ова реакција ће узроковати да карбонска влакна постепено губе снагу и крутост.
2. Реакција оксидације: у окружењима високе температуре, посебно у присуству кисеоника, угљеника ће се подвргнути оксидационим реакцијама. Ова реакција ће даље ослабити механичка својства угљеника.
Посебна разматрања у областима наношења
Због промена у перформансама угљеничних влакана на високим температурама, његова примена у одређеним областима примене захтева посебну пажњу:
1. Ваздухопловство: Компоненте као што су свемирске летелице и аеромотори морају да раде у окружењима са високим температурама, тако да примена угљеничних влакана треба да узме у обзир промене у перформансама на високим температурама.
2. Производња аутомобила: Карбонска влакна се широко користе у дизајну лаких конструкција у производњи аутомобила, али у окружењима са високим температурама, промене његових перформанси могу утицати на ефекат примене.
3. Поље нуклеарне енергије: у пољу нуклеарне енергије, карбонска влакна се користи у третману радиоактивног отпада и производња компоненти нуклеарних електрана. Због веће штете нуклеарним несрећама, перформансе и промене промене угљеника у окружењима високих температура такође су примили велику пажњу.
Закључак
Укратко, перформансе и примена угљеничних влакана у окружењу високих температура су у великој мери погођени. Приликом примене угљеничних влакана, фактори као што су температура и притисак околине морају се у потпуности узети у обзир како би се осигурало да оно може да ради најбоље. Истовремено, даље јачање истраживања о перформансама угљеничних влакана под високим температурама помоћи ће оптимизацији његове примене у различитим областима.
