В чем разница между углеродным волокном и кевларом?

Что такое углеродное волокно?

Углеродные волокна представляют собой длинные тонкие нити, состоящие в основном из атомов углерода, связанных вместе в микроскопические кристаллы.

Кристаллы выровнены, что делает их очень прочными. Затем их скручивают вместе, как в процессе производства хлопка, чтобы сделать пряжу. Затем нити сплетаются вместе, чтобы сделать ткань из углеродного волокна. Существуют различные виды переплетения углеродного волокна:

Полотняное переплетение: также известное как двухстороннее стандартное переплетение сверху/вниз, с ним очень легко обращаться из-за плотного переплетения.

Саржа: диагональный рисунок из верхнего и нижнего нижнего Это самый известный рисунок из углеродного волокна, который предлагает более свободную форму, чем обычные конструкции, что делает его более подходящим для более сложных форм.

Сатин: Сатин имеет сходство с кирпичом, которое исходит от чисел, которые больше (обычно четыре или восемь) до меньше, чем один. С этим узором не так просто работать, но он лучше всего работает со сложными кривыми.

Однонаправленный: как следует из названия, все нити однонаправленные. Переплетения нет, обычно для скрепления используется нить, но это не меняет структуру углеродного волокна. Лучше всего подходит для пресс-форм, нагруженных только по одной оси

Как производится углеродное волокно?

У каждого производителя углеродного волокна есть свой собственный метод изготовления материала, чтобы придать ему прочность или эстетические характеристики при продаже. Однако обычно все углеродные волокна производятся из органических полимеров, которые представляют собой молекулярные цепочки атомов углерода, соединенных вместе.

Процесс производства ПАН (полиакрилонитрила) составляет около 90 процентов всего производства углеродного волокна и делится на пять этапов:

Полиакрилонитрил смешивают с другими предметами и скручивают в волокна, которые затем растягивают и очищают.

Затем добавляют химикаты для стабилизации

Добавляя тепла, высокие температуры помогают формировать прочно связанные кристаллы углерода.

Волокна окисляются для улучшения связующих свойств.

Наконец, пряди покрываются и скручиваются в нити разного размера. Прежде чем углеродное волокно станет композитом, в него добавляют полимер, и нити и полимер соединяются вместе под воздействием тепла, давления или вакуума, образуя композит.

Как и в любом производственном процессе, используемые материалы будут создавать определенные качества и эффекты в углеродном волокне, что позволяет различать сорта и области применения.

Каковы преимущества углеродного волокна?

Углеродное волокно известно своим легким весом и высокой прочностью, что делает его идеальным передовым композитным материалом в морской, автомобильной и аэрокосмической промышленности. Ключевые преимущества включают в себя:

Отличное соотношение прочности и веса

высокая термостойкость

Высокая химическая/коррозионная стойкость (при использовании соответствующей смолы)

Чрезвычайно гибкий для широкого спектра применений

отличные усталостные свойства

Подходит для различных материалов

электрическая и теплопроводность

Имеет низкий коэффициент теплового расширения

Каковы недостатки углеродного волокна?

Несмотря на многочисленные преимущества, углеволокно все еще является относительно новым композиционным материалом, но имеет и некоторые недостатки:

Дорогой по сравнению с другими композитными материалами

Производство более трудоемкое

В настоящее время углеродное волокно не подлежит вторичной переработке, вместо стали или алюминия часто используется углеродное волокно, которые являются перерабатываемыми материалами.

Треснет / разобьется, когда превысит свою емкость

При повреждении его необходимо заменить, а не ремонтировать, как металлические конструкции