Fibră de carbon: proprietăți, fotografie, chitanță, utilizare

Industriile avansate și construcțiile din ultimii ani au stăpânit o mulțime de tehnologii fundamentale noi, cele mai multe fiind legate de materiale inovatoare. Utilizatorul mediu a observat manifestarea acestui proces utilizând exemplul materialelor de construcție cu includerea compozitelor. De asemenea, în industria automobilelor, sunt introduse elemente de carbon care sporesc performanța mașinilor sport. Și nu toate acestea sunt direcțiile în care sunt implicate materialele plastice cu carbon. Baza pentru această componentă este fibrele de carbon, ale căror fotografii sunt prezentate mai jos. De fapt, în calități tehnice și fizice de neegalat, se realizează distribuția unică și activă a compozitelor unei noi generații.

Tehnologia producției

Pentru producția materialului, materiile prime sunt utilizate sub formă de fibre chimice origine organică. În plus, ca rezultat al tratamentului special, numai atomii de carbon rămân din preformă inițială. Principala forță de influență este temperatura. Procesul tehnologic presupune executarea mai multor etape de tratament termic. În prima etapă, structura primară este oxidată în condiții de temperatură de până la 250 ° C. În etapa următoare, prepararea fibrelor de carbon intră în procedura de carbonizare, rezultând că materialul este încălzit într-o atmosferă de azot la temperaturi ridicate până la 1500 ° C. Astfel se formează o structură asemănătoare grafitului. Prelucrarea finală sub formă de grafitizare la 3000 ° C completează întregul proces de fabricație. În această etapă, conținutul de carbon pur în fibre atinge 99%.

Unde este folosită fibra de carbon?

Dacă în primii ani de popularizare materialul a fost utilizat exclusiv în domenii foarte specializate, astăzi există o extindere a industriilor în care este implicată această fibră chimică. Materialul este destul de plastic și eterogen în ceea ce privește posibilitățile de funcționare. Cu o mare probabilitate ca domeniul de aplicare a unor astfel de fibre să se extindă, dar deja astăzi, tipurile de bază de prezentare a materialelor de pe piață au luat amploare. În special, se poate observa sectorul construcțiilor, medicina, fabricarea de aparate electrice, aparate de uz casnic etc. În ceea ce privește zonele specializate, utilizarea fibrelor de carbon este încă relevantă pentru producătorii de aeronave, electrozi medicali și materiale absorbante radio.

Forme de fabricație

În primul rând, acestea sunt produse textile rezistente la căldură, printre care se pot distinge țesăturile, firele, tricotajele, pâsla etc. O direcție mai tehnologică este producția de compozite. Poate că acesta este segmentul cel mai larg în care fibra de carbon este prezentată ca bază pentru produsele destinate producției în serie. În special, acestea sunt rulmenți, componente rezistente la căldură, componente și diverse elemente care funcționează în medii agresive. Compozitele predominante sunt orientate spre piața auto, cu toate acestea, industria construcțiilor este, de asemenea, destul de dispusă să ia în considerare oferte noi de la producătorii acestei fibre chimice.

Proprietățile materialelor

Specificitatea tehnologiei de obținere a materialului a lăsat amprenta asupra performanței fibrelor. Ca rezultat, rezistența termică ridicată a devenit principala caracteristică distinctivă a structurii acestor produse. În plus față de efectele termice, materialul este rezistent la mediile chimice agresive. Este adevărat că, dacă oxigenul este prezent în procesul de oxidare în timpul încălzirii, acesta are un efect dăunător asupra fibrelor. Dar rezistența mecanică a fibrei de carbon poate concura cu multe materiale tradiționale care sunt considerate solide și rezistente la deteriorări. Această calitate este deosebit de pronunțată în cazul produselor din carbon. O altă proprietate care are o cerere între tehnologi de diferite produse este capacitatea de absorbție. Datorită suprafeței active, această fibră poate fi considerată ca un sistem catalitic eficient.

Producatori

Liderii din segment sunt companii americane, japoneze și germane. Tehnologia rusească în acest domeniu nu sa dezvoltat mult în ultimii ani și se bazează încă pe evoluțiile din perioada URSS. Până în prezent, jumătate din fibrele fabricate în lume reprezintă ponderea companiilor japoneze Mitsubishi, Kureha, Teijin etc. Germanii și americanii împart între ei întreaga parte. Astfel, din SUA, compania Cytec acționează, iar în Germania fibra de carbon este fabricată de firma SGL. Nu cu mult timp în urmă, întreprinderea taiwaneză Formosa Plastics a intrat pe lista liderilor acestei direcții. În ceea ce privește producția internă, dezvoltarea compozitelor se ocupă numai de două companii - Argon și Khimvolokno. În același timp, realizări semnificative în ultimii ani au făcut oamenii de afaceri din Belarus și Ucraina, să dezvolte noi nișă pentru uz comercial din fibră de carbon plastice armate.

Viitorul fibrelor de carbon

Deoarece anumite tipuri de materiale plastice pe bază de carbon deja în viitorul apropiat vor permite producerea de produse capabile să păstreze structura inițială de milioane de ani, mulți specialiști prevăd supraproducția unor astfel de produse. În ciuda acestui fapt, companiile interesate continuă să conducă cursa actualizărilor tehnologice. Și în multe privințe este justificată, deoarece proprietățile fibrelor de carbon depășesc calitățile analoage ale materialelor tradiționale cu un ordin de mărime. Este suficient să reamintiți rezistența și rezistența la căldură. Plecând de la aceste avantaje, dezvoltatorii dezvoltă noi direcții de dezvoltare. Punerea în aplicare a materialului ar putea să acopere nu numai zone specializate, ci și zone apropiate consumatorului în masă. De exemplu, elementele convenționale din plastic, aluminiu și lemn pot fi înlocuite cu plastic armat cu fibră de carbon, care pentru o varietate de caracteristici de performanță depășesc materialele obișnuite.

concluzie

Mulți factori împiedică diseminarea largă a fibrei chimice inovatoare. Una dintre cele mai semnificative este costul ridicat. Deoarece fibra de carbon necesită utilizarea de echipamente de înaltă tehnologie pentru fabricare, nu poate fi oferită de fiecare companie. Dar acest lucru nu este cel mai important lucru. Faptul este că nu toți producătorii sunt interesați de astfel de schimbări radicale în calitatea produselor. Prin urmare, crescând longevitatea unui element al infrastructurii, producătorul nu poate întotdeauna să efectueze un upgrade similar pe componentele aferente. Ca urmare, se creează un dezechilibru, care reduce la zero toate realizările noilor tehnologii.