Како се праве карбонска влакна?

Такође се називају графитна влакна или угљенични графит, угљенична влакна су направљена од веома танких нити елемента угљеника. Карбонска влакна имају високу затезну чврстоћу и веома су јака за своју величину. Такође је веома лаган материјал.

 

Свако влакно има {{0}} микрона у пречнику. Да бисмо стекли осећај колико је то мало, један микрон је 0,0001 милиметар. Један прамен свиле од паукове мреже је између 3 и 8 микрона.

 

Карактеристике и примена

Карбонска влакна су два пута чвршћа и пет пута јача од челика. Друга карактеристика је да су веома хемијски отпорни и да имају толеранцију на високе температуре са ниским термичким ширењем.

 

Карбонска влакна су важни инжењерски материјали када је у питању конструкција авиона, возила високих перформанси, спортске опреме и музичких инструмената, између многих других ствари.

 

Како се праве карбонска влакна

Карбонска влакна су направљена од органских полимера. Ови полимери се састоје од дугих низова молекула које заједно држе атоми угљеника. Око 90 процената угљеничних влакана је направљено од полиакрилонитрилног (ПАН) процеса. Преосталих 10 посто је направљено од рајона или нафтног смола.

 

Гасови, течности и други материјали који се користе у процесу производње стварају одређене ефекте, квалитете и степене карбонских влакана. Карбонска влакна највишег квалитета са најбољим својствима модула користе се у захтевним применама, као што је ваздухопловна индустрија.

 

Произвођачи карбонских влакана разликују се једни од других у погледу комбинација сировина које користе. Своје специфичне формулације обично третирају као пословну тајну.

 

Производни процес

У процесу производње сировине, које се називају прекурсори, увлаче се у дугачке нити влакана. Влакна се затим уткају у тканину. Такође се могу комбиновати са другим материјалима који су намотани или обликовани у жељене облике и величине.

 

Процес производње иде на следећи начин:

 

Спиннинг. ПАН помешан са осталим састојцима и испређен у влакна, која се оперу и развлаче.

Стабилизирање. Хемијска измена за стабилизацију везивања.

Карбонизација. Стабилизована влакна загрејана до веома високе температуре да би се формирали чврсто повезани кристали угљеника.

Третирање површине. Површина влакана се оксидира да би се побољшала својства везивања.

Одређивање величине. Влакна су обложена и намотана на бобине. Они се затим стављају на машине за предење које увијају влакна у предива различите величине.

 

Уместо да буду уткана у тканине, влакна се могу формирати у композите. За формирање композитних материјала, топлота, притисак или вакуум се могу користити за везивање влакана заједно са пластичним полимером.

 

Ствари које треба узети у обзир

Производња угљеничних влакана носи бројне изазове, укључујући:

 

Потреба за исплативијим опоравком и поправком.

Процес површинске обраде мора бити пажљиво регулисан како би се избегло стварање удубљења које би могле да доведу до дефектних влакана.

Потребна је блиска контрола да би се обезбедио доследан квалитет.

Лук и кратки спојеви у електричној опреми због јаке електро-проводљивости угљеничних влакана.

Здравствена и безбедносна питања, међу којима су иритација коже и проблеми са дисањем.