Uhlíkové vlákno: vlastnosti, fotografie, potvrzení, použití

Pokročilé průmyslové odvětví a stavba v posledních letech zvládla řadu zásadně nových technologií, z nichž většina se týká inovativních materiálů. Průměrný uživatel mohl zaznamenat projev tohoto procesu pomocí příkladu stavebních materiálů se zahrnutím kompozitů. Také v automobilovém průmyslu jsou zavedeny prvky uhlíku, které zvyšují výkonnost sportovních vozů. A to nejsou všechny směry, do kterých se podílejí uhlíkové plasty. Základem pro tuto složku jsou uhlíková vlákna, jejichž fotografie jsou uvedeny níže. Ve skutečnosti, v nesrovnatelných technických a fyzikálních vlastnostech, se dělá jedinečná a aktivní distribuce kompozitů nové generace.

Technologie výroby

Pro výrobu materiálu se suroviny používají ve formě přírodních nebo chemických vláken organického původu. Dále, v důsledku speciálního zpracování zůstávají pouze počáteční uhlíkové atomy z počátečního předlisku. Hlavní ovlivňující silou je teplota. Technologický proces zahrnuje provedení několika fází tepelného zpracování. V prvním stupni se primární struktura oxiduje za teplotních podmínek do 250 ° C. V příštím kroku se příprava uhlíkových vláken vede do procesu karbonizace, v důsledku čehož se materiál zahřívá v atmosféře dusíku při vysokých teplotách do 1500 ° C. Tak se vytvoří struktura podobná grafitům. Finální zpracování ve formě grafitizace při 3000 ° C doplňuje celý výrobní proces. V tomto stádiu obsah čistého uhlí ve vláknech dosahuje 99%.

Kde se používá uhlíkové vlákno?

Pokud se v prvních letech popularizace materiál používal výhradně ve vysoce specializovaných oblastech, dnes dochází k rozšíření průmyslových odvětví, v nichž se toto chemické vlákno podílí. Materiál je z hlediska možností provozu zcela plastický a heterogenní. S vysokou pravděpodobností rozšíří oblast použití takových vláken, ale již dnes se formovaly základní typy prezentací materiálů na trhu. Zejména musíme poznamenat, stavebnictví, lékařství, výroba elektroniky, domácích spotřebičů a tak dále. D. S ohledem na specializovaných oblastí, využití uhlíkových vláken je stále důležitější pro výrobce letadel, lékařské elektrod a pohlcujících materiálů.

Formy výroby

V první řadě, tento tepelně odolné textilie, mezi které tkanina příze, pletené tkaniny, plsti a podobně. D. Další technologický trend je výroba kompozitu. Možná je to nejširší segment, ve kterém jsou uhlíkové vlákna prezentovány jako základ pro produkty pro sériovou výrobu. Jedná se především o ložiska, tepelně odolné součásti, díly a různé prvky, které pracují v agresivním prostředí. Převážně kompozity jsou orientovány na automobilový trh, nicméně stavební průmysl je také ochoten zvážit nové nabídky od výrobců tohoto chemického vlákna.

Vlastnosti materiálu

Specifičnost technologie získání materiálu zanechala jeho impresi na výkonnost vláken. Výsledkem je vysoká tepelná stabilita, která se stala hlavní charakteristikou struktury těchto výrobků. Kromě tepelných účinků je materiál odolný chemickým agresivním médiím. Je pravda, že pokud je v procesu oxidace přítomen kyslík během ohřevu, má to škodlivý účinek na vlákna. Ale mechanická pevnost uhlíkových vláken může konkurovat mnoha tradičním materiálům, které jsou považovány za pevné a odolné vůči poškození. Tato kvalita je zvláště výrazná u uhlíkových produktů. Další vlastností, která má poptávku mezi technology různých výrobků, je schopnost absorpce. Díky aktivnímu povrchu může být toto vlákno považováno za účinný katalytický systém.

Výrobci

Vedoucími osobami v tomto segmentu jsou americké, japonské a německé společnosti. Ruská technologie v této oblasti se v posledních letech příliš nevyvíjela a je stále založena na vývoji doby SSSR. K dnešnímu dni polovina světových vyrobených vláken představuje podíl japonských společností Mitsubishi, Kureha, Teijin atd. Němci a Američané sdílejí mezi sebou druhou část. Takže z USA společnost Cytec jedná a v Německu uhlíková vlákna vyrábí firma SGL. Ne tak dávno se tchajwanský podnik Formosa Plastics dostal na seznam vedoucích osob tohoto směru. Pokud jde o domácí výrobu, vývoj kompozitů se zabývá pouze dvěma společnostmi - Argonem a Khimvoloknem. Současně se v posledních letech projevily vážné úspěchy běloruské a ukrajinské podnikatele, kteří vyvíjejí nová místa pro komerční využití uhlíkových plastů.

Budoucnost uhlíkových vláken

Vzhledem k tomu, že některé druhy uhlíkových plastů již v blízké budoucnosti umožní výrobu produktů schopných zachovat původní strukturu po miliony let, mnoho odborníků předpovídá nadprodukci takových výrobků. Navzdory tomu zainteresované společnosti nadále řídí závod technologických aktualizací. A v mnoha ohledech je to opodstatněné, protože vlastnosti uhlíkových vláken přesahují obdobné kvality tradičních materiálů o řádu. Stačí, abyste si vzpomněli na pevnost a tepelnou odolnost. Vycházejíc z těchto výhod vývojáři vyvíjejí nové směry vývoje. Realizace materiálu pravděpodobně pokrývá nejen specializované oblasti, ale i oblasti blízké hromadnému spotřebiteli. Například konvenční plastové, hliníkové a dřevěné prvky mohou být nahrazeny plastem vyztuženým uhlíkovými vlákny, který pro různé výkonnostní charakteristiky překročí obvyklé materiály.

Závěr

Mnoho faktorů brání širokému šíření inovativních chemických vláken. Jednou z nejvýznamnějších je vysoká cena. Vzhledem k tomu, že uhlíková vlákna vyžadují použití špičkových technologických zařízení pro výrobu, nemůže je poskytovat každá společnost. Ale to není nejdůležitější věc. Faktem je, že ne všichni výrobci se zajímají o takové radikální změny v kvalitě výrobku. Takže, čímž se prodlužuje životnost jednoho prvku infrastruktury, výrobce nemůže vždy provést podobný upgrade na související součásti. Výsledkem je nerovnováha, která snižuje všechny úspěchy nových technologií na nulu.