Fibra de carbon - material compus din filamente subțiri cu un diametru de 3 până la 15 microni. format în principal din atomi de carbon. Atomii de carbon din cristalele microscopice combinate sunt aliniate paralel unul cu altul. cristale de aliniere conferă fibrei o rezistență la tracțiune mare. Fibrele de carbon au o rezistență la tracțiune ridicată, greutate specifică mică, un coeficient scăzut de dilatare termică și inerția chimică.
Pentru prima dată, prepararea și utilizarea fibrei de carbon (CF) (mai precis, firele) au fost propuse și patentat celebrul inventator american - Thomas Edison - în 1880 ca filamente incandescente în lămpi electrice. Aceste fibre au fost preparate prin piroliză din bumbac sau fibre de viscoză și diferite porozitate ridicată și casante și au fost ulterior înlocuite cu filamente de tungsten. In urmatorii 20 de ani, el a propus, de asemenea, pentru a obține fibre de carbon și de grafit pe baza mai multor fibre naturale.
interes secundar în fibre de carbon a apărut în mijlocul secolului XX. când căutările erau materiale adecvate pentru a fi utilizate ca și componente ale compozitelor pentru fabricarea de motoare pentru rachete. HC asupra calitatilor au fost printre rolul cel mai potrivit pentru astfel de materiale de armare, deoarece acestea au o rezistență ridicată la temperatură, proprietăți bune de izolare, rezistenta la coroziune la medii gazoase și lichide, rezistență specifică mare și rigiditate.
In 1958, fibrele de viscoză pe bază de hidrocarburi au fost obținute în SUA. La fabricarea de fibre de carbon dintr-un raion aplicat nouă generație de prelucrare la temperatură înaltă treaptă (GTZ) fibre (900 ° C, 2500 ° C), care a permis atingerea unei valori de rezistență la tracțiune de tracțiune 330-1030 MPa și 40 GPa modulul de elasticitate. Ceva mai târziu (în 1960), tehnologia de producție a fost oferit un scurt fibre cu un singur cristal ( „whiskers“) grafit cu puterea de 20 GPa și un modul de 690 GPa. „Whiskers“, au fost crescute într-un arc electric la o temperatură de 3600 ° C și o presiune de 0,27 MPa (2,7 atm). Îmbunătățirea acestei tehnologii a fost dat o mulțime de timp și atenție de-a lungul anilor, dar acum este rar folosit din cauza costurilor ridicate în comparație cu alte metode de obținere a fibrelor de carbon.
Aproape în același timp, în URSS, iar mai târziu, în 1961, în Japonia a fost obținut SW bazat pe fibre poliacrilonitrilice (PAN). Caracteristicile fibrelor de carbon au fost primele PAN pe bază de scăzut, dar îmbunătățit treptat tehnologie și în următorii 10 ani (1970 YG) au fost obținute fibre de carbon, fibre pe bază de PAN având o rezistență la tracțiune de 2070 MPa și un modul de elasticitate de 480 GPa. Apoi, exista posibilitatea de a obține fibre de carbon prin această tehnologie cu proprietăți chiar superioare mecanice: modul de elasticitate de 800 GPa și o rezistență la tracțiune mai mare de 3 GPa. smoale petroliere pe bază de hidrocarburi au fost obținute în 1970 în Japonia.
Fig. 1. Structurile formate prin oxidarea fibrelor PAN
Hidrocarburile sunt preparate în mod tipic prin tratarea termică a fibrelor chimice organice sau naturale, în care materialul fibros sunt în principal atomi de carbon. Tratamentul termic este alcătuit din mai multe etape. Primul este oxidarea sursei (poliacrilonitrilice, vâscoză), fibrele în aer la 250 ° C timp de 24 ore. Structura treaptă este formată în oxidarea prezentată în Fig. 1. După oxidare trebuie carbonizare etapa - încălzirea fibrelor sub azot sau argon, la temperaturi cuprinse între 800 ° C 1500 Ca rezultat al carbonizare este format din structuri de grafit. proces de tratare termică se termină grafitizării, la o temperatură de 1600-3000 ° C, care are loc într-o atmosferă inertă. Ca rezultat, cantitatea de grafitizării din fibra de carbon este ajustată la 99%. În afară de fibrele organice uzuale (cel mai frecvent raion și poliacrilonitrilice) fibre rășină fenolică speciale, lignina, smoale petroliere și gudron de cărbune pot fi utilizate pentru producerea hidrocarburilor.
Prelucrarea ulterioară a HC
Fibra de carbon poate fi produs în formă de diverse capsate (tăiate scurt) toroane, fire continue, țesute și țesături nețesute. Cel mai frecvent tip de produse - hamurile, fire. roving. pânze nețesute. Producerea tuturor tipurilor de produse textile fabricate prin tehnici convenționale, precum și pentru alte tipuri de fibre. Tipul de produse textile este determinată de utilizarea intenționată a hidrocarburilor în materialul compozit, în același mod ca și face metoda de obținere a compozitului. Metode de bază de preparare compozite armate cu fibre de carbon sunt uzuale pentru materiale fibroase: calcul, turnarea prin injecție și altele pultruziune. Gama disponibilă în prezent de tipuri de hidrocarburi și UVM, dintre care principalele sunt enumerate mai jos.
- Pe baza de fibre de viscoză și filamentele:
- fire, panglici, țesut - Ural®;
- nețesute - Karbopon®;
- sorbent tesatura activat - Busofit®, SOUTH-1C, OUT-M;
- activat - Karbopon materiale nețesute sorbentului-Aktiv.
- Pe baza de fibre de viscoză discontinue:
- fibre și materiale nețesute: karbonizovanye - Uglen® (tehnologie restaurat la svetlogorsk "Khimvolokno") și grafitirovanye - Gralen®;
- Pe baza de fibre PAN și fascicule:
- panglici și țesături - LU®, UKN®, Kulon®, Elur®, ITECWRAP®.
- activate fibre adsorbantului și nețesutelor - Aktilen®, Likron®;
- pulbere fină de fibre zdrobite - Vaulen®, OUT-MI (pentru uz medical).
- fibre pe bază de PAN:
- Fibrele și materialele nețesute: carbonizate - Evlon® și grafit - Konkor®.
Eliberarea hidrocarburilor și în străinătate: în SUA - Tornel®, Tselion®, Fortafil®; Marea Britanie - Modmor®, Grafil®; în Japonia - Toreyka®, Kureha-lon® etc. [1].
In momentul de fata in Romania materiale din fibre de carbon sunt realizate din "SPC" Chempromengineering "(furnizat structura Rosatom) [4]. FSUE NIIGRAFIT [5]. SPC" UVIKOM "[6]. Ltd." SRI APU "INTER / TEK" [7] .
HC Activare materiale pregătite cu suprafață activă mare (300-1500 m² / g) sunt adsorbanți excelente. Aplicarea la catalizatorii de fibre permite crearea unor sisteme catalitice cu o suprafață dezvoltată.
Hidrocarburile sunt, de obicei, de ordinul a 0,5-1 puterii GPa și modulul de 20-70 GPa, și supuse la orientarea întindere - rezistența 2,5-3,5 GPa și un modul de 200-450 GPa. Datorită densității sale reduse (1,7-1,9 g / cm) cu valoarea specifică (raportul dintre rezistența la densitatea și modulul) proprietăți mecanice depășesc mai bine HC toate cunoscute materiale fibroase refractare. hidrocarburi specifice din fibră de sticlă rezistență specifică de rezistență inferioară și fibre aramide. Pe baza rezistență ridicată și modul ridicat de hidrocarburi, folosind lianți polimerici preparați uglerodoplasty de construcție. Materialele compozite au fost dezvoltate pe baza de hidrocarburi și lianți ceramici, hidrocarburile și matricea de carbon, precum și HC și metale capabile să reziste influențelor mai stricte de temperatură decât materialele plastice obișnuite.
cerere
Deoarece electrozii FCM fabricate, termocuple, ecrane, absorbind radiații electromagnetice, produse pentru inginerie electrică și radio. Pe baza hidrocarburilor sunt încălzitoare rigide și flexibile, inclusiv recent populare t. N. „încălzitoare carboxilice“, îmbrăcăminte și încălțăminte încălzită. Carbon simțit - singura izolație posibilă în cuptoarele cu vid care funcționează la 1100 ° C și peste. Datorită inerției chimice a materialului din fibra de carbon utilizate ca straturi de filtrare pentru curățarea lichidelor corozive și gazele de impurități sub formă de particule, și ca materiale de etanșare și ambalaje. Schimbătoare VBA si fibra de carbon ioni folosiți pentru purificarea aerului, precum și gazele de proces și lichide, separarea ultimei componente, fabricarea de protecție respiratorie. Acesta este utilizat pe scară largă VBA (în special aktilen) în medicină pentru purificarea sângelui și a altor fluide biologice. Într-un șervețel special pentru tratamentul plăgilor purulente, arsuri si ulcere diabetice -. Țesătură de neînlocuit OUT-M, dezvoltat la începutul anilor '80 și este testat în operațiuni de luptă în Afganistan [8] În prezent, tampoane absorbante de carbon sunt utilizate pe scară largă „Sorusal“ și „Legius“. [Sursa nu este specificat 303 zile] Ca un medicament utilizat pentru otrăvire (datorită capacității sale ridicate de a adsorbi otrăvurile. De exemplu droguri „Belosorb“ sau bazate pe TOUCH MI svetlogorsk sorbent) ca purtători de medicamente și substanțe biologic active. Catalizatorii HC sunt utilizate în procesele de temperatură înaltă sinteză anorganici și organici precum și pentru oxidarea impurităților conținute în gazele (CO în CO2. SO2 la SO3 și colab.). utilizate pe scară largă în fabricarea de părți ale corpului în sporturile cu motor, precum și în producția de echipamente sportive (bastoane, padele, schi, piese de schimb pentru biciclete, pantofi) și așa mai departe. D.
notițe
Vezi ce „din fibre de carbon“ în alte dicționare:
Fibra de carbon - fibra de carbon, sub formă de carbon obținută prin încălzirea materialului textil din fibre la o temperatură foarte ridicată. Ca urmare, fibrele sunt formate (tipic 0,001 mm în diametru), având una din cea mai mare rezistență specifică între ... ... enciclopedie științifică și tehnică
fibra de carbon - fibre de carbon, cu o fracție de masă de cel puțin 90%, obținut prin piroliza fibrelor chimice. [93 GOST 30102] Subiecte fibre chimice fibre chimice termen generic din polimeri naturali, sintetici EN carbone FR carbon ... Manual tehnic translator
Fibra de carbon - este compus în principal din carbon. S-a obținut prin tratament termic (400 3000 .Cu) fibre; Se compune în principal din carbon. rezistență mecanică foarte ridicată; rezistent la temperaturi ridicate, produse chimice, ... ... Collegiate dicționar
Fibra de carbon - [fibre de carbon] fibră constând în principal din carbon. Fibra de carbon este în general obținut prin tratarea termică a fibrelor chimice organice sau naturale. Temperatura de tratament poate fi <900 °С (такое углеродное волокно содержит 85… … Энциклопедический словарь по металлургии
Fibra de carbon - este compus în principal din carbon. S-a obținut prin tratament termic (400 ° C) 3000 fibre. Are o rezistență mecanică foarte ridicată; stabil la temperaturi ridicate, agenți chimici, radiații UV. Este folosit ca ... ... Collegiate dicționar
Fibra de carbon - anglies pluoštas statusas T sritis chemija apibrėžtis Organinio pluošto Terminio apdorojimo (≤ 1500 ° C) produktas, turintis 80-99% orientuotos kristalinės struktūros anglies. atitikmenys: angl. fibra de carbon, SUA; fibra de carbon, rus GB. carbon ... ... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
fibre de carbon (metalurgie) - fibra de carbon constând în principal din carbon. W. în. primesc de obicei termică convențională. prelucrare chimică. naturale sau organice. fibre. Temp tratament pa poate fi <900 °С (такое у. в. содержит 85 90 % С), 900 1500 °С (95 99 % С) … Справочник технического переводчика
fibra de carbon; Carbon - - din fibre de armare din compozite polimerice care se formează prin piroliza fibrelor precursoare organice, și care cuprinde cel puțin 90% în greutate. carbon. precursori Primechaniya.K includ, de exemplu, poliacrilonitril sau regenerate ... ... Enciclopedia de termeni, definiții și explicații ale materialelor de construcții
Fibre - Fibre (fibre plural) clasă de materiale care constau din filamente materiale nepryadonyh sau segmente de fire lungi și subțiri. Fibrele utilizate în natură ca animale și plante pentru țesuturi de susținere (biologice). Fiber ... ... Wikipedia
- snowboard Montarea Bent metal Soluție Bind negru. Garnituri pentru snowboarderi agresive, concepute pentru deplasarea într-un teren dificil. Fabricat din fibra de carbon ușoare și asigură acuratețea și forța capabilă de a construi o „linie de ... Read More Cumpără pentru 29.990 de ruble
- MARSHALL amplificatoare Combo. Cunoscut sub numele de companie Marshall este amplificator compact pentru chitara electrica MARSHALL MG10CF-E COMBO. Amplificator este o combinatie de chitara cu o putere nominală de 10 wați și două ... Citește mai mult Cumpără pentru 7100 de ruble
- Spinning electrice Daiwa "Ninja Jigger", 2. 70 m (8,35 g). Jigger clasic cu un vârf sensibil specială. formă foarte subțire și ușor un bine echilibrat și oferă mulaje lungi. shads Ideal dlyamalyh, lures. Mai multe informații ... Cumpără pentru 2490 de ruble