Karbonfiber: egenskaper, foto, innhenting, bruk

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Avanserte industrier og konstruksjon har nylig mestret mange fundament alt nye teknologier, hvorav de fleste er assosiert med innovative materialer. En vanlig bruker kan legge merke til manifestasjonen av denne prosessen på eksemplet med byggematerialer med inkludering av kompositter. Også i bilindustrien introduseres karbonelementer som øker ytelsen til sportsbiler. Og dette er ikke alle områdene der karbonfiber brukes. Grunnlaget for denne komponenten er karbonfibre, et bilde som presenteres nedenfor. Egentlig ligger det unike og aktive distribusjonen av ny generasjons kompositter i de uovertruffen tekniske og fysiske egenskapene.

Produksjonsteknologi

For produksjon av materiale brukes råvarer i form av naturlige eller kjemiske fibre av organisk opprinnelse. Videre, som et resultat av spesiell prosessering, gjenstår bare karbonatomer fra det originale arbeidsstykket. Den viktigste påvirkningskraften er temperaturen. Den teknologiske prosessen innebærer implementering av flere stadier av varmebehandling. I det første trinnet oksideres primærstrukturen under temperaturforhold opp til 250 °C. På den nestePå stadiet går produksjonen av karbonfibre over i karboniseringsprosedyren, som et resultat av at materialet varmes opp i et nitrogenmiljø ved høye temperaturer opp til 1500 °C. Dermed dannes en grafittlignende struktur. Hele produksjonsprosessen fullføres med en sluttbehandling i form av grafitisering ved 3000 °C. På dette stadiet når innholdet av rent karbon i fibrene 99%.

Hvor brukes karbonfiber?

Hvis materialet i de første årene med popularisering utelukkende ble brukt i høyt spesialiserte områder, er det i dag en utvidelse av produksjonen der denne kjemiske fiberen brukes. Materialet er ganske plastisk og heterogent når det gjelder mulighetene for utnyttelse. Med stor sannsynlighet vil omfanget av slike fibre utvides, men i dag har de grunnleggende typer materialpresentasjon på markedet tatt form. Spesielt kan vi merke oss byggeindustrien, medisin, produksjon av elektroteknikk, husholdningsapparater osv. Når det gjelder spesialiserte områder, er bruk av karbonfiber fortsatt relevant for produsenter av flyutstyr, medisinske elektroder og radarabsorberende materialer.

Produksjonsformer

For det første er dette varmebestandige tekstilprodukter, blant annet kan vi skille stoffer, tråder, strikkevarer, filt osv. En mer teknologisk retning er fremstilling av kompositter. Kanskje er dette det bredeste segmentet der karbonfiber er representert som grunnlag for produkter for serieproduksjon.produksjon. Spesielt er dette lagre, varmebestandige enheter, deler og ulike elementer som opererer i aggressive miljøer. For det meste er kompositter fokusert på bilmarkedet, men byggeindustrien er også ganske villig til å vurdere nye forslag fra produsenter av denne kjemiske fiberen.

Materialegenskaper

Spesifikasjonene til teknologien for å skaffe materialet satte sitt preg på ytelsen til fibrene. Som et resultat har høy termisk stabilitet blitt det viktigste kjennetegnet ved strukturen til slike produkter. I tillegg til termiske effekter er materialet også motstandsdyktig mot kjemisk aggressive miljøer. Riktignok, hvis oksygen er tilstede under oksidasjonsprosessen ved oppvarming, har dette en skadelig effekt på fibrene. Men den mekaniske styrken til karbonfiber kan konkurrere med mange tradisjonelle materialer som anses som harde og motstandsdyktige mot skade. Denne kvaliteten er spesielt utt alt i karbonprodukter. En annen egenskap som er etterspurt blant teknologer av ulike produkter er evnen til absorpsjon. På grunn av den aktive overflaten kan denne fiberen betraktes som et effektivt katalytisk system.

Producers

Lederne i segmentet er amerikanske, japanske og tyske selskaper. Russiske teknologier på dette området har praktisk t alt ikke utviklet seg de siste årene og er fortsatt basert på utviklingen i sovjettiden. Til dags dato, halvpartenFibrene som produseres i verden står for de japanske selskapene Mitsubishi, Kureha, Teijin mfl. Den andre delen er delt mellom tyskerne og amerikanerne. For eksempel er den amerikanske siden Cytec, og i Tyskland produseres karbonfiber av SGL. For ikke så lenge siden kom det taiwanske selskapet Formosa Plastics inn på listen over ledere på dette området. Når det gjelder innenlandsk produksjon, er det bare to selskaper som er engasjert i utviklingen av kompositter - Argon og Khimvolokno. Samtidig har hviterussiske og ukrainske gründere oppnådd betydelige prestasjoner de siste årene, og mestret nye nisjer for kommersiell bruk av karbonfiber.

Fremtiden til karbonfiber

Siden noen typer CFRP snart vil tillate produksjon av produkter som kan opprettholde sin opprinnelige struktur i millioner av år, spår mange eksperter en overproduksjon av slike produkter. Til tross for dette fortsetter interesserte selskaper å konkurrere med teknologiske oppgraderinger. Og dette er i stor grad berettiget, siden egenskapene til karbonfibre er en størrelsesorden overlegen de til tradisjonelle materialer. Det er nok å huske styrken og varmebestandigheten. Basert på disse fordelene, utforsker utviklere nye utviklingsområder. Innføringen av materialet vil mest sannsynlig dekke ikke bare spesialiserte områder, men også områder nær masseforbrukeren. For eksempel kan vanlige plast-, aluminium- og treelementer erstattes med karbonfiber, som vil overgå konvensjonelle materialer i en rekke ytelseskvaliteter.

Konklusjon

Mange faktorer hindrer utbredt bruk av nyskapende kunstfiber. En av de viktigste er de høye kostnadene. Siden karbonfiber krever bruk av høyteknologisk utstyr for produksjon, har ikke alle selskaper råd til å skaffe det. Men dette er ikke det viktigste. Faktum er at ikke alle produsenter er interessert i slike radikale endringer i produktkvalitet. Så mens den øker holdbarheten til ett element i infrastrukturen, kan ikke produsenten alltid utføre en lignende oppgradering på tilstøtende komponenter. Resultatet er en ubalanse som opphever alle prestasjonene til ny teknologi.