Производи од угљеничних влакана су широко распрострањени у нашим животима. Карбонска влакна су добар материјал за израду многих свакодневних потрепштина. Дакле, шта су карбонска влакна? Које су карактеристике карбонских влакана? Које су предности карбонских влакана у поређењу са другим обичним материјалима?
У ствари, постоји много врста угљеничних влакана. Дакле, које су категорије угљеничних влакана? Које су предности и карактеристике различитих категорија?
Шта су карбонска влакна?
Карбонска влакна (скраћено ЦФ) је нова врста влакнастог материјала високе чврстоће и високог модула влакана са садржајем угљеника већим од 95%. То је микрокристални графитни материјал добијен карбонизацијом и графитизацијом органских влакана као што су микрокристали графита у пахуљицама наслагани дуж аксијалног правца влакна. Карбонска влакна су "мекана споља, а тврда изнутра". Лакши је од металног алуминијума, али је његова снага већа од челика. Има карактеристике отпорности на корозију и високог модула. Важан је материјал у националној одбрани, војној индустрији и цивилној употреби. Не само да има инхерентне карактеристике угљеничних материјала, већ има и мекоћу и могућност обраде текстилних влакана. То је нова генерација ојачавајућих влакана.
Угљична влакна имају многа одлична својства. Угљенична влакна имају високу аксијалну чврстоћу и модул, ниску густину, високе специфичне перформансе, без пузања, ултра-отпорност на високу температуру у не-окружењу, добру отпорност на замор, специфичну топлоту и проводљивост између не-метала и метала, мали коефицијент топлотног ширења и анизотропију, добру отпорност{4} на корозију и добру рендгенску отпорност. Добра електрична и топлотна проводљивост, добра електромагнетна заштита, итд. У поређењу са традиционалним стакленим влакнима, угљенична влакна имају Јангов модул више од 3 пута већи од традиционалних стаклених влакана, а у поређењу са Кевлар влакнима, његов Иоунгов модул је око 2 пута већи од традиционалних стаклених влакана. Нерастворљив је и не{10}}бубри у органским растварачима, киселинама и алкалијама и има изузетну отпорност на корозију. Које су категорије угљеничних влакана? Угљична влакна се могу поделити на угљенична влакна на бази полиакрилонитрила-угљична влакна од 1К карбонских влакана-од цевастог асфалта-угљична влакна на бази вискозе-угљична влакна на бази вискозе, карбонска влакна на бази фенол- и паре од угљеничних влакана према сопственим изворима{18}. Може се поделити на угљенична влакна опште намене, високе-врсте, средње-модуле високе-моделне, високе{24}}моделне и ултра{25}}високе-моделне карбонска влакна према перформансама и поделити на филаментна, кратка влакна} и кратка влакна према стању{27. Према механичким својствима, може се поделити на типове опште{29}}опште намене и{30}високих перформанси. Јачина угљеничних влакана{32}}опште намене је 1000 МПа, а модул је око 100 ГПа. Угљична влакна-високих перформанси се деле на типове високе{37}}врсте (снага 2000 МПа, модул 250 ГПа) и високи тип (модул 300 ГПа или више). Чврстоћа већа од 4000 МПа се такође назива ултра{43}}врстом високе чврстоће; модул већи од 450 ГПа се назива ултра-моделом ултрависоког.
Са развојем ваздухопловне и ваздухопловне индустрије, појавила су се и угљенична влакна велике-и велике-издужности, са издужењем већим од 2%. Највише се користе угљенична влакна на бази полиакрилонитрила ПАН-.
Више од 90% угљеничних влакана на тржишту су углавном угљенична влакна на бази ПАН-.
Пошто мистериозни вео од угљеничних влакана није у потпуности откривен, људи не могу директно да користе угљеник или графит да га направе. Они могу да користе само нека органска влакна-која садрже угљеник (као што су најлон, акрил, рајон, итд.) као сировине и да комбинују органска влакна са пластичним смолама да би карбонизовали и направили угљенична влакна.
Угљична влакна на бази ПАН{0}}а
Процес производње угљеничних влакана на бази ПАН-углавном обухвата два процеса: производњу прекурсора и карбонизацију прекурсора: прво, кроз низ процеса као што су полимеризација и предење акрилонитрила, оно се прерађује у полиакрилонитрилно влакно или прекурсор који се назива „мајка“, а ови прекурсори се стављају у степен оксидације2030, а затим се оксидирају до Ц2030 степена. у пећи за карбонизацију, карбонизација и други процеси се изводе на температури од 1000 до 2000 степени Ц да би се добила угљенична влакна.
Угљична влакна на бази асфалта{0}
Сједињене Државе су измислиле мезофазни асфалт основних метала који садржи угљенична влакна на бази текстилног асфалта{0}}. Након што је прекурсор стабилизован и карбонизован, затезна чврстоћа угљеничних влакана је 3,5Г Па, а модул је 252Г Па; Француска је развила карбонска влакна-отпорна на топлоту и високо проводљива мезофазна асфалтна-базирана влакна, а Пољска је развила нову методу за карбонска влакна обложена металом-. На пример, карбонска влакна на бази бакра-обложена асфалтом- се праве методом мешања. Прво, со бакра се меша са изотропним катраном угља, врши се центрифугално центрифугирање, стабилизује се на ваздуху и обрађује у водонику на високој{11}}температури да би се добила легирана бакарна угљенична влакна. Светски капацитет производње угљеничних влакана-на бази асфалта је релативно мали. Домаћа истраживања и развој карбонских влакана{15}на бази асфалта почели су раније, али постоји велики јаз у развоју, производњи и примени у поређењу са страним земљама.
Карбонска влакна су подељена у две категорије према различитим спецификацијама производа: ваздухопловна и индустријска класа, позната и као мала вуча и велика вуча. Карбонска влакна изнад 48К се обично називају велика карбонска влакна за вучу, укључујући 360К и 480К. Угљична влакна за ваздухопловство{5}} су углавном била 3К у раној фази, а постепено су се развила у 12К и 24К. Углавном се користи у националној одбрамбеној и војној индустрији и високој технологији, као иу производима за спорт и слободно време, као што су авиони, пројектили, ракете, сателити, штапови за пецање, палице и рекети. Индустријска{11}}угљична влакна се користе у различитим цивилним индустријама, укључујући: текстил, медицину и здравство, електромеханичку, грађевинску, транспортну и енергетску.
,
