В чем разница между углеродным волокном и кевларом®?
Jul 13, 2024
Оставить сообщение
ЧТО ТАКОЕ УГЛЕРОДНОЕ ВОЛОКНО?
Углеродное волокно представляет собой длинные тонкие нити, состоящие в основном из атомов углерода, соединенных вместе в микроскопические кристаллы.
Кристалл выровнен, что делает их невероятно прочными. Затем их скручивают вместе, очень похоже на процесс производства хлопка, в пряжу. Затем пряжа сплетается вместе, чтобы создать ткань из углеродного волокна. Существуют различные типы переплетения углеродных волокон:
Простой:Также известен как двунаправленный стандартный вариант, очень удобен в обращении благодаря плотному плетению.
Твил:Диагональный рисунок с перекрытием и низом. Это самый узнаваемый рисунок из углеродного волокна, который имеет более свободную форму, чем простой дизайн, что делает его подходящим для более сложных форм.
Сатин:Сатин имеет сходство с кирпичом, которое происходит от количества перехлестов (обычно четыре или восемь) к одному под. Узор не самый простой в работе и лучше всего подходит для сложных изгибов.
Однонаправленный:Как следует из названия, вся пряжа однонаправленная. Нет переплетения, и она часто удерживается вместе нитью, хотя это не меняет структуру углеродного волокна. Она больше всего подходит для форм, которые имеют силу, действующую только по одной оси
КАК ПРОИЗВОДЯТ УГЛЕРОДНОЕ ВОЛОКНО?
Каждый производитель углеродного волокна имеет свой способ изготовления материала, чтобы придать ему прочность или эстетические характеристики. Однако, как правило, все углеродное волокно изготавливается из органических полимеров, которые представляют собой цепочки молекул, удерживаемых вместе атомами углерода.
Процесс производства ПАН (полиакрилонитрила) составляет около 90% всего производства углеродного волокна и представляет собой пятиэтапный процесс:
Полиакрилонитрил смешивают с другими материалами и прядут для создания волокон, которые растягивают и очищают.
Затем добавляются химикаты для стабилизации.
Добавляется тепло, высокие температуры способствуют образованию прочно связанных кристаллов углерода.
Волокна окисляются для улучшения связующих свойств.
Наконец, пряди покрываются и наматываются в нити разного размера. Перед тем, как углеродное волокно станет композитным материалом, добавляется полимер, и тепло, давление или вакуум связывают нить с полимером, чтобы создать композитный материал.
Как и в любом производственном процессе, используемые материалы придают углеродному волокну особые качества и эффекты, что позволяет различать его классификацию и области применения.
КАКОВЫ ПРЕИМУЩЕСТВА УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА?
Углеродное волокно хорошо известно своим малым весом и высокой прочностью, что делает его идеальным передовым композитным материалом в морской, автомобильной и аэрокосмической промышленности. Основные преимущества включают:
Превосходное соотношение прочности и веса
Высокая термостойкость
Высокая химическая/коррозионная стойкость (при использовании с правильной смолой)
Чрезвычайно гибкий, что делает его пригодным для широкого спектра применений.
Отличные усталостные свойства
Работает с различными материалами
Электро- и теплопроводность
Обладает низким коэффициентом теплового расширения
КАКОВЫ НЕДОСТАТКИ УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА?
Несмотря на целый ряд преимуществ, углеродное волокно все еще остается относительно новым композитным материалом, имеющим некоторые недостатки:
Дорогой по сравнению с другими композитными материалами
Более трудоемкое производство
В настоящее время не подлежит вторичной переработке, часто вместо стали или алюминия используют углеродное волокно, оба из которых являются перерабатываемыми материалами.
Сломается/разобьется, если его использовать сверх его возможностей
В случае повреждения его необходимо заменить, а не ремонтировать, как металлическую конструкцию.
Отправить запрос