Углеродное волокно – это именно то, на что это похоже – волокно, сделанное из углерода. Но эти волокна – только основа. То, что обычно называют углеродным волокном, представляет собой материал, состоящий из очень тонких нитей атомов углерода. При связывании пластиковой полимерной смолой под действием тепла, давления или вакуума образуется композитный материал, который является одновременно прочным и легким.
Во многом как ткань, бобер плотины или ротанговое кресло, прочность углеродного волокна в его переплетении. Чем сложнее переплетение, тем прочнее будет композит. Полезно представить себе проволочный экран, который переплетен с другим экраном под углом, а другой – под немного другим углом, и так далее, причем каждый провод в каждом экране сделан из нитей углеродного волокна. Теперь представьте эту сетку из экранов, пропитанную жидким пластиком, а затем спрессованную или нагретую до тех пор, пока материал не сольется вместе. Угол переплетения, а также смола, используемая с волокном, будут определять прочность всего композита. Смола чаще всего представляет собой эпоксидную смолу, но также может быть термопластичной, полиуретановой, винилэфирной или полиэфирной.
В качестве альтернативы можно отлить форму и нанести поверх нее углеродные волокна. Затем композит из углеродного волокна затвердевает, часто в вакууме. В этом методе пресс-форма используется для достижения желаемой формы. Этот метод предпочтителен для несложных форм, которые требуются по запросу.
Углеродный волокнистый материал имеет широкий спектр применения, так как его можно формовать с различной плотностью в безграничные формы и размеры. Углеродное волокно часто превращается в трубки, ткань и ткань, а также может быть преобразовано в любое количество составных частей и частей.
Распространенное использование углерода Волокно
- Высококачественные автомобильные компоненты
- Велосипедные рамы
- Удочки
- Подошвы для обуви
- Бейсбольные биты
- Защитные чехлы для ноутбуков и iPhone
Более экзотические применения можно найти в:
- Авиационная и космическая промышленность
- Нефтегазовая промышленность
- Беспилотный летательный аппарат транспортные средства
- Спутники
- Гоночные автомобили Формулы-1
Некоторые возразят Впрочем, возможности углеродного волокна ограничиваются только спросом и фантазией производителя. Теперь углеродное волокно можно найти даже в:
- Музыкальные инструменты
- Мебель
- Искусство
- Конструктивные элементы зданий
- Мосты
- Лопасти ветряных турбин
Если можно сказать, что углеродное волокно имеет какие-либо недостатки, это будет стоимость производства. Углеродное волокно нелегко производить в массовом порядке и поэтому стоит очень дорого.. Велосипед из углеродного волокна легко будет стоить тысячи долларов, и его использование в автомобилестроении по-прежнему ограничено экзотическими гоночными автомобилями. Углеродное волокно популярно в этих изделиях, а другие – благодаря соотношению веса к прочности и устойчивости к пламени, так что существует рынок синтетических материалов, которые выглядят как углеродное волокно. Тем не менее, имитации часто представляют собой лишь частично углеродное волокно или просто пластик, который выглядит как углеродное волокно. Это часто происходит в защитных корпусах для компьютеров и другой мелкой бытовой электроники.
Положительным моментом является то, что детали и изделия из углеродного волокна, если они не повреждены, будут почти буквально длиться вечно. Это делает их хорошей инвестицией для потребителей, а также поддерживает обращение продукции. Например, если потребитель не желает платить за набор новых клюшек для гольфа из углеродного волокна, есть вероятность, что эти клюшки появятся на вторичном рынке бывших в употреблении.
Углеродное волокно часто путают со стекловолокном, и хотя есть сходства в производстве и некоторые переходы в конечных продуктах, таких как мебель и автомобильные молдинги, они разные. Стекловолокно – это полимер, армированный плетеными нитями кварцевого стекла, а не углерода. Композиты из углеродного волокна прочнее, а стекловолокно более гибкое. И оба имеют различный химический состав, что делает их более подходящими для различных применений.
Утилизация углеродного волокна очень сложна. Единственный доступный метод полной переработки – это процесс, называемый термической деполимеризацией, при котором продукт из углеродного волокна перегревается в бескислородной камере. Затем высвобожденный уголь можно закрепить и использовать повторно, а использованный связующий или армированный материал (эпоксидная смола, винил и т. Д.) Сгорит. Углеродное волокно также можно разрушить вручную при более низких температурах, но получаемый в результате материал будет слабее из-за укороченных волокон и, следовательно, не будет использоваться в наиболее идеальном варианте. Например, большой кусок трубы, который больше не используется, можно разделить, а оставшиеся части использовать для компьютерных корпусов, портфелей или мебели.
Углеродное волокно – невероятно полезный материал, используемый в композитах, и его доля на производственном рынке будет продолжать расти. По мере развития новых методов экономичного производства композитов из углеродного волокна цена будет продолжать падать, и все больше отраслей будут использовать этот уникальный материал.
