Kulfiber: egenskaber, foto, opnåelse, brug

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Avancerede industrier og byggeri har for nylig mestret mange fundament alt nye teknologier, hvoraf de fleste er forbundet med innovative materialer. En almindelig bruger kunne bemærke manifestationen af denne proces på eksemplet med byggematerialer med inklusion af kompositter. Også i bilindustrien introduceres kulstofelementer, der øger sportsvognes ydeevne. Og det er ikke alle de områder, hvor kulfiber bruges. Grundlaget for denne komponent er kulfiber, hvis billede er præsenteret nedenfor. Faktisk ligger det unikke og aktive distribution af ny generation af kompositmaterialer i de uovertrufne tekniske og fysiske kvaliteter.

Produktionsteknologi

Til fremstilling af materiale anvendes råvarer i form af naturlige eller kemiske fibre af organisk oprindelse. Yderligere, som et resultat af speciel behandling, er der kun kulstofatomer tilbage fra det originale emne. Den væsentligste indflydelseskraft er temperaturen. Den teknologiske proces involverer implementering af flere stadier af varmebehandling. I det første trin oxideres den primære struktur under temperaturforhold op til 250 °C. På den næstePå stadiet går produktionen af kulfibre over i karboniseringsproceduren, som et resultat af hvilken materialet opvarmes i et nitrogenmiljø ved høje temperaturer op til 1500 °C. Der dannes således en grafitlignende struktur. Hele fremstillingsprocessen afsluttes med en afsluttende behandling i form af grafitisering ved 3000 °C. På dette stadium når indholdet af rent kulstof i fibrene 99%.

Hvor bruges kulfiber?

Hvis materialet i de første år med popularisering udelukkende blev brugt i højt specialiserede områder, er der i dag en udvidelse af produktionen, hvor denne kemiske fiber anvendes. Materialet er ret plastisk og heterogent i forhold til udnyttelsesmulighederne. Med stor sandsynlighed vil omfanget af sådanne fibre udvides, men i dag har de grundlæggende typer materialepræsentation på markedet taget form. Især kan vi bemærke byggeindustrien, medicin, fremstilling af elektroteknik, husholdningsapparater osv. Hvad angår specialiserede områder, er brugen af kulfibre stadig relevant for producenter af flyudstyr, medicinske elektroder og radarabsorberende materialer.

Produktionsformer

Først og fremmest er disse varmebestandige tekstilprodukter, blandt hvilke vi kan skelne stoffer, tråde, strikvarer, filt osv. En mere teknologisk retning er fremstillingen af kompositter. Måske er dette det bredeste segment, hvor kulfiber er repræsenteret som grundlag for produkter til serieproduktion.produktion. Det drejer sig især om lejer, varmebestandige enheder, dele og forskellige elementer, der fungerer i aggressive miljøer. For det meste er kompositmaterialer fokuseret på bilmarkedet, men byggeindustrien er også ret villig til at overveje nye forslag fra producenter af denne kemiske fiber.

Materialeegenskaber

De særlige forhold ved teknologien til at opnå materialet satte sit præg på fibrenes ydeevne. Som et resultat er høj termisk stabilitet blevet det vigtigste kendetegn ved strukturen af sådanne produkter. Ud over termiske effekter er materialet også modstandsdygtigt over for kemisk aggressive miljøer. Sandt nok, hvis der er ilt til stede under oxidationsprocessen, når det opvarmes, har dette en skadelig effekt på fibrene. Men den mekaniske styrke af kulfiber kan konkurrere med mange traditionelle materialer, der anses for hårde og modstandsdygtige over for skader. Denne kvalitet er især udt alt i kulstofprodukter. En anden egenskab, der er efterspurgt blandt teknologer af forskellige produkter, er evnen til absorption. På grund af den aktive overflade kan denne fiber betragtes som et effektivt katalytisk system.

Producere

De førende inden for segmentet er amerikanske, japanske og tyske virksomheder. Russiske teknologier på dette område har praktisk t alt ikke udviklet sig i de seneste år og er stadig baseret på udviklingen i sovjettiden. Til dato halvdelenDe fibre, der produceres i verden, står for de japanske virksomheder Mitsubishi, Kureha, Teijin m.fl.. Den anden del er delt mellem tyskerne og amerikanerne. Eksempelvis er den amerikanske side Cytec, og i Tyskland produceres kulfiber af SGL. For ikke så længe siden kom det taiwanske firma Formosa Plastics ind på listen over ledere på dette område. Med hensyn til indenlandsk produktion er kun to virksomheder involveret i udviklingen af kompositter - Argon og Khimvolokno. Samtidig har hviderussiske og ukrainske iværksættere opnået betydelige resultater i de seneste år ved at mestre nye nicher til kommerciel brug af kulfiber.

Fremtiden for kulfiber

Da nogle typer af CFRP snart vil tillade produktion af produkter, der kan bevare deres oprindelige struktur i millioner af år, forudsiger mange eksperter en overproduktion af sådanne produkter. På trods af dette fortsætter interesserede virksomheder med at køre med teknologiske opgraderinger. Og dette er stort set berettiget, da egenskaberne af kulfibre er en størrelsesorden overlegne i forhold til traditionelle materialer. Det er nok at huske styrken og varmebestandigheden. Baseret på disse fordele udforsker udviklere nye udviklingsområder. Introduktionen af materialet vil højst sandsynligt dække ikke kun specialiserede områder, men også områder tæt på masseforbrugeren. For eksempel kan almindelige plast-, aluminiums- og træelementer erstattes med kulfiber, som vil overgå konventionelle materialer i en række ydelseskvaliteter.

Konklusion

Mange faktorer forhindrer udbredt anvendelse af innovative kunstfibre. En af de mest betydningsfulde er de høje omkostninger. Da kulfiber kræver brug af højteknologisk udstyr til fremstilling, har ikke alle virksomheder råd til at få det. Men dette er ikke det vigtigste. Faktum er, at ikke alle producenter er interesserede i sådanne radikale ændringer i produktkvalitet. Så mens man øger holdbarheden af et element af infrastrukturen, kan producenten ikke altid udføre en lignende opgradering på tilstødende komponenter. Resultatet er en ubalance, der ophæver alle resultaterne af nye teknologier.