Из чего состоит карбон

Исследование было проведено теоретическими методами и практическими: был проведен социологический опрос среди студентов, который показал, что многие из них информированы, что такое карбон и где он применяется. Ключевые слова: карбон; применение карбона; углепластик; термическая обработка; карбон в автомобилестроении. Но нас интересует другой карбон, а именно композитный материал. Он относится к классу углепластиков - материалов, объединяющих в себе несколько тысяч различных рецептур.

Технологии Почему карбон не используется в массовом автопроме В описании любого дорогого автомобиля присутствует углепластик, или карбон. Этот прочный легкий материал существенно увеличивает стоимость машины. Почему цена углепластика так высока и как производители собираются ее снизить? Попробуем разобраться.

Преимущество карбона перед другими материалами

В первую очередь это малый вес и вместе с тем потрясающая прочность, так же высокая стабильность и отличная сопротивляемость усталости. Сочетание всех этих достоинств в одном материале и делает его уникальным и незаменимым во многих отраслях. Чтобы лучше понять, как один материал может обладать таким количеством замечательных свойств, необходимо знать, что такое карбон из чего и как его получают. Карбон, он же углепластик, он же графит — чаще всего под этим термином подразумевают изделие, сделанное из композитного материала с применением углеволокна.

Композит подразумевает сочетание двух и более компонентов с разными свойствами. Например, папье-маше волокна бумаги и клей , древесина волокна целлюлозы и лигнин , армированные пластики полимер и усиливающий материал , железобетон металлический каркас и бетон.

Сами по себе компоненты этих материалов не обладают какими то уникальными прочностными характеристиками, но выступая в союзе, придают материалу новые свойства, где лучшие стороны одного материала дополняют лучшие стороны другого. Композитами можно считать практически все структуры, все ткани организмов растительного и животного мира. Поэтому, можно смело утверждать, что все самые совершенные материалы являются композиционными.

В армированных пластиках на основе углеволокна в роли матрицы полимерного связующего выступает смола полиэфирная, винил эфирная, эпоксидная, реже другие смолы , а усиливающую основу составляют, располагающиеся в ней, углеволокна.

Смола удерживает волокна в заданном положении, то есть поддерживает форму и задает начальную характеристику пластика.

Волокна же, обеспечивают повышенные механические и физические свойства. Само углеволокно, производят из линейного полимера акрилонитрила один из распространенных способов , аморфного вещества белого цвета.

Вещество обрабатывается в автоклаве под большим давлением и высокой температуре. Температурная обработка состоит из нескольких условных этапов, которые обобщенно можно назвать — обугливанием синтетического волокна. Первый — представляет собой нагрев исходного вискозного или полиакрилонитрильного волокна при высокой температуре, при этом происходит его обугливание. В результате карбонизации происходит образование углеродных структур и удаление посторонних включений. На этой стадии происходит насыщение волокна углеродом и его содержание доводится до максимальной величины.

Чем большей температуре подвергается волокно и дольше обрабатывается в печи, тем более качественным, и дорогим оно становится. Так создаются очень тонкие волокна около одного микрона в диаметре , имеющие чрезвычайно высокую осевую силу.

Эти волокна сплетаются в нити, которые могут быть однонаправленными или сплетены в ткань. Плетение ткани, в свою очередь, может иметь много видов. Распространенными являются: плейн plain — полотняное, простое, плетение; твил twill — саржевое, диагональное плетение елочка ; сатин satin — гладкая, блестящая лицевая поверхность, на которой преобладают уточные нити.

Говоря об углепластике нельзя не затронуть следующее важнейшее преимущество перед другими материалами — анизотропность. В отличие от металлов, которые обладают изотропностью то есть независимостью свойств от направления , углеволокна имеют выраженную анизотропию, то есть четкую зависимость своих физических свойств от направления. Это уникальное свойство можно использовать для придания конструкции требуемых характеристик.

Используя ориентацию волокон в изделии при создании, например, велосипедной рамы из карбона, инженер может увеличить торсионную жесткость при этом сделать ее упругой и податливой к продольным нагрузкам. Это свойство позволит раме лучше гасить удары.

Кроме того, в отличие от металлов углепластик не ограничен свободой при выборе формы изделий. Если в металлической конструкции сложность формы ограничивается изгибами и соединениями которые неизбежно снижают прочность и являются концентраторами нагрузки , то изделие из карбона может формоваться как единое целое, не зависимо от сложности конструкции. Это позволяет избежать появления слабых мест — концентраторов нагрузок, так как нагрузка распределяется по всей площади. Также можно отметить отличные демпфирующие и фрикционные свойства углепластика.

Благодаря последним, карбон все чаще используется в производстве сцеплений и тормозных механизмов hi-end класса. Сочетание вышеперечисленных качеств делает этот удивительный материал незаменимым во многих отраслях. Не зря за последние десятилетия ассортимент изделий из карбона многократно вырос. Сегодня такие высокотехнологичные отрасли как космонавтика, авиация, профессиональный спорт невозможно представить без этого уникального, незаменимого, красивого материала. Материала настоящего и будущего — углепластика.

Что такое карбон, как делают карбон, чем отличается углепластик от карбона, почему он такой дорогой и можно ли сделать. В описании любого дорогого автомобиля присутствует углепластик, или карбон. Этот прочный легкий материал существенно.

Из этих нитей сплетаются ткани. Они могут иметь разный рисунок плетения ёлочка, рогожа и др. Для придания ещё большей прочности ткани, нити углерода кладут слоями, каждый раз меняя угол направления плетения. Слои скрепляются с помощью эпоксидных смол. Нити углерода обычно получают термической обработкой химических или природных органических волокон, при которой в материале волокна остаются главным образом атомы углерода. В результате окисления образуются лестничные структуры. В результате карбонизации происходит образование графитоподобных структур. Помимо обычных органических волокон чаще всего вискозных и полиакрилонитрильных , для получения нитей углерода могут быть использованы специальные волокна из фенольных смол, лигнина , каменноугольных и нефтяных пеков. Кроме того, детали из карбона превосходят по прочности детали из стекловолокна , но, при этом, обходятся значительно дороже. Дороговизна карбона вызвана, прежде всего, более сложной технологией производства и большей стоимостью производных материалов. Например, для проклейки слоёв используются более дорогие и качественные смолы, чем при работе со стеклонитью, а для производства деталей требуется более дорогое оборудование к примеру, такое как автоклав. Недостатки[ править править код ] При производстве углепластиков необходимо очень строго выдерживать технологические параметры, при нарушении которых прочностные свойства изделий резко снижаются. Необходимы сложные и дорогостоящие меры контроля качества изделий в том числе, ультразвуковая дефектоскопия , рентгеновская, токовихревая, оптическая голография и даже акустический контроль.

А что же скрывается за всей этой маркетинговой терминологией?

Отсутствуют ограничения по объему заказа. При этом вы можете рассчитывать на полную консультацию от профессионалов и оперативное выполнение поставленных задач. Производство полимерных материалов в России, которое мы осуществляем, дает возможность приобретения необходимых единиц каталога по оптовой системе.

Углеродное волокно

В первую очередь это малый вес и вместе с тем потрясающая прочность, так же высокая стабильность и отличная сопротивляемость усталости. Сочетание всех этих достоинств в одном материале и делает его уникальным и незаменимым во многих отраслях. Чтобы лучше понять, как один материал может обладать таким количеством замечательных свойств, необходимо знать, что такое карбон из чего и как его получают. Карбон, он же углепластик, он же графит — чаще всего под этим термином подразумевают изделие, сделанное из композитного материала с применением углеволокна. Композит подразумевает сочетание двух и более компонентов с разными свойствами.

Карбоновые удилища. Вся правда о карбоне

Наша задача — развитие рынка изделий из карбона и внедрение инновационных материалов в повседневную жизнь. Уникальность Карбон, или углепластик — полимерный композиционный материал из переплетенных нитей углеродного волокна, расположенных в матрице из полимерных например, эпоксидных смол. Композит, в свою очередь, подразумевает сочетание двух и более компонентов с различными свойствами. Если каждый из компонентов по отдельности не обладает какими-то уникальными прочностными характеристиками, то союз материалов обретает новые свойства, где лучшие стороны одного материала дополняют лучшие стороны другого. New material Главная особенность карбона — сочетание прочности и легкости. Структура материала состоит из миллионов переплетенных нитей углеродного волокна и нескольких слоев полимерных смол. Углеродное волокно, из которого получают карбон, изготавливается из термически обработанных химических волокон, в которых атомы углерода объединяются в микроскопические кристаллы и выравниваются параллельно друг другу. Полученное в результате обработки углеродное волокно практически невозможно порвать, и при этом оно мало весит.

Все чаще на дорогах можно заметить автомобили "обделанные" карбоном.

.

Материалы из углеродного волокна

.

Углепластики

.

Почему карбон не используется в массовом автопроме

.

.

.

.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: АВТО ИЗ КАРБОНА СВОИМИ РУКАМИ ( DreadCraftStation)
Похожие публикации