Въглеродни влакна: свойства, снимка, разписка, употреба

Разширените индустрии и строителството през последните години усвоиха много фундаментално нови технологии, повечето от които са свързани с иновативни материали. Средният потребител може да забележи изявата на този процес, използвайки примера на строителните материали с включването на композитни материали. Също така в автомобилната индустрия се въвеждат въглеродни елементи, които увеличават производителността на спортните автомобили. И това не са всички посоки, в които са включени въглеродните пластмаси. Основата за този компонент са въглеродни влакна, снимките на които са представени по-долу. Всъщност, в несравними технически и физически качества, се прави уникално и активно разпределение на композити от ново поколение.

Технология на производството

За производството на материала суровините се използват под формата на естествени или химични влакна органичен произход. Освен това, в резултат на специално третиране, остават само въглеродните атоми от първоначалната преформа. Основната влиятелна сила е температурата. Технологичният процес включва изпълнението на няколко етапа на топлинна обработка. В първия етап основната структура се окислява при температурни условия до 250 ° С. В следващата стъпка приготвянето на въглеродни влакна влиза в процеса на карбонизация, в резултат на което материалът се загрява в азотна атмосфера при високи температури до 1500 ° С. Така се формира графитоподобна структура. Крайната обработка под формата на графитизация при 3000 ° C завършва целия производствен процес. На този етап съдържанието на чист въглерод във влакната достига 99%.

Къде се използват въглеродни влакна?

Ако през първите години на популяризиране материалът се използва изключително във високоспециализирани области, днес има разширяване на отраслите, в които се включва химическото влакно. Материалът е доста пластмасов и хетерогенен по отношение на възможностите за работа. С голяма вероятност областта на приложение на такива влакна ще се разраства, но вече днес се формират основните видове представяне на материалите на пазара. По-специално можем да обърнем внимание на строителния сектор, медицината, производството на електрически уреди, домакински уреди и т.н. Що се отнася до специализираните области, употребата на въглеродни влакна продължава да е от значение за производителите на самолети, медицински електроди и радиоабсорбиращи материали.

Форми на производство

На първо място, това са топлоустойчиви текстилни продукти, сред които можем да различим тъканите, преждата, трикотажните тъкани, филцовете и т.н. По-технологично направление е производството на композитни материали. Може би това е най-големият сегмент, в който въглеродните влакна се представят като основа за продуктите за серийно производство. По-специално, това са лагери, топлоустойчиви компоненти, части и различни елементи, които работят в агресивна среда. Преобладаващо композитите са ориентирани към автомобилния пазар, но строителната индустрия също е склонна да обмисли нови оферти от производителите на това химическо влакно.

Материални свойства

Специфичността на технологията за получаване на материала остави своя отпечатък върху производителността на влакната. В резултат на това, високата термична стабилност се превръща в основна отличителна черта на структурата на такива продукти. В допълнение към топлинните ефекти, материалът е устойчив на химически агресивни среди. Вярно е, че ако в процеса на окисляване присъства кислород по време на нагряването, това има вредно въздействие върху влакната. Но механичната якост на въглеродните влакна може да се конкурира с много традиционни материали, които се считат за твърди и устойчиви на повреди. Това качество е особено изразено в въглеродните продукти. Друга собственост, която има търсене сред технолози от различни продукти, е способността за усвояване. Поради активната повърхност това влакно може да се счита за ефективна каталитична система.

производители

Лидерите в сегмента са американски, японски и немски компании. Руската технология в тази област не се е развила много през последните години и все още се основава на развитието на времето на СССР. Към днешна дата половината от световните произведени влакна отчитат дела на японските компании Mitsubishi, Kureha, Teijin и др. Германците и американците споделят другата част помежду си. Така че от САЩ компанията Cytec действа, а в Германия въглеродните влакна се произвеждат от фирма SGL. Не толкова отдавна тайванският предприятие Formosa Plastics влезе в списъка на лидерите на тази посока. Що се отнася до местното производство, разработването на композитни материали се занимава само с две компании - Аргон и Химволокно. Същевременно през последните години сериозни постижения постигнаха белоруските и украинските предприемачи, които разработват нови ниши за търговската употреба на въглеродни пластмаси.

Бъдещето на въглеродните влакна

Тъй като някои видове въглеродни пластмаси вече в близко бъдеще ще позволят производството на продукти, способни да запазят оригиналната структура в продължение на милиони години, много специалисти прогнозират свръхпроизводството на такива продукти. Въпреки това заинтересованите компании продължават да водят състезанието за технологични актуализации. И в много отношения е оправдано, тъй като свойствата на въглеродните влакна надвишават аналогичните качества на традиционните материали с определен мащаб. Достатъчно е да припомни силата и топлоустойчивостта. Изхождайки от тези предимства, разработчиците разработват нови насоки за развитие. Изпълнението на материала вероятно ще обхване не само специализирани площи, но и райони, близки до масовия потребител. Например, конвенционалните пластмасови, алуминиеви и дървени елементи могат да бъдат заменени с пластмаса, армирана с въглеродни влакна, която при различни характеристики ще надвиши обичайните материали.

заключение

Много фактори пречат на широкото разпространение на иновативни химически влакна. Една от най-важните е високата цена. Тъй като въглеродните влакна изискват използването на високотехнологично оборудване за производство, то не може да бъде осигурено от всяка компания. Но това не е най-важното нещо. Факт е, че не всички производители се интересуват от такива радикални промени в качеството на продуктите. Така че, увеличавайки дълголетието на един елемент от инфраструктурата, производителят не може винаги да извърши подобно подобрение на свързаните компоненти. В резултат на това се създава дисбаланс, който намалява всички постижения на новите технологии до нула.