Kas ir oglekļa audums? Oglekļa auduma pielietojums dažādās darbības jomās

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Kas ir oglekļa audums? Šis ir materiāls, kas sastāv no īpaši vieglām un spēcīgām pastiprināta polimēra šķiedrām. Savā kodolā šis polimērs ir gara molekulu ķēde, ko satur oglekļa atomi. Parasti oglekļa auduma ražošanā izmantotais polimērs ir deviņdesmit procenti oglekļa, kas sajaukts ar desmit procentiem dažādu piedevu.

Dažādu ražotāju produkti var atšķirties viens no otra – atkarībā no ražošanā izmantotā pastiprinātā polimēra un izejvielu kombinācijām. Precīzs oglekļa auduma sastāvs, kā likums, netiek izpausts. Galu galā tas ir komercnoslēpums.

Oglekļa auduma ražošana

Oglekļa auduma ražošana sākas ar pastiprinātu polimēru ievilkšanu plānos pavedienos. Tālāk uz spolēm tiek uztīti zīmēšanas procesā iegūtie pavedieni, un pēc tam ar speciālu stelles palīdzību no tiem tiek austs pats audums. Tikai pieci līdz desmit mikronikatram pavedienam ir diametrs, un, neskatoties uz to, tas ir ļoti izturīgs.

Oglekļa audums, iespējams, ir spēcīgākais mūsdienās pieejamais audums.

Pieteikums

Oglekļa auduma izmantošana var būt neierobežota. Kur tas tiek piemērots? Visbiežāk to izmanto vietās, kur nepieciešams mazs svars, augsta vadītspēja, augsta izturība. Tā kā oglekļa audumam var būt dažādas kvalitātes, tā izmantošana lielā mērā ir atkarīga no auduma sastāva un klases. Piemēram, šīs šķiedras augstākā šķira tiek izmantota kosmosa rūpniecībā.

Būvniecība

Būvniecībā ārējā stiegrojuma sistēmā tiek izmantots īpaši plāns oglekļa audums. Nesošo konstrukciju remonta laikā oglekļa auduma un epoksīda saistvielas izmantošana ļauj īsā laikā veikt rekonstrukciju un ievērojami samazina darbaspēka izmaksas, salīdzinot ar tradicionālajām metodēm. Neskatoties uz to, ka remonta laiks tiek samazināts vairākas reizes, vairākas reizes tiek palielināts arī konstrukcijas kalpošanas laiks. Konstrukcijas gultņu funkcija tiek ne tikai atjaunota, bet arī vairākas reizes palielināta.

Aviācija

Kam paredzēts oglekļa audums aviācijā? To izmanto viengabala kompozītmateriālu veidošanai, tiek izmantoti arī oglekļa materiāli. Iegūtie produkti, ko raksturo vieglums un izturība, ļauj aizstāt alumīnija sakausējumus ar oglekļa šķiedru. Kompozītmateriālu daļām, kuru svars ir piecas reizes mazāks nekā alumīnija detaļām, ir lielāka elastība, izturība un spiediena izturība.

Nozare

Arī oglekļa plastmasu izmanto kodolrūpniecībā, lai radītu jaudas reaktorus, kur galvenā prasība izmantotajiem materiāliem ir to radiācijas izturība, izturība pret augstām temperatūrām un spiedienu. Visas šīs īpašības piemīt oglekļa audumam. Turklāt kodolrūpniecībā īpaša uzmanība tiek pievērsta ārējo konstrukciju izturībai, tāpēc audums tiek plaši izmantots arī ārējā armatūras sistēmā.

CFRP

Ogleklis (vai oglekļa šķiedra) tiek izmantots automobiļu rūpniecībā gan atsevišķu komponentu un detaļu, gan visu automašīnu virsbūvju ražošanai. Augstā stiprības un svara attiecība ļauj ražotājiem radīt drošus un degvielu taupošus transportlīdzekļus: transportlīdzekļa svara samazinājums oglekļa šķiedras dēļ samazina CO2 emisijas par 16%. Tā kā degvielas patēriņš ir samazinājies vairākas reizes.

Diezgan spēcīgas pozīcijas civilās aviācijas un kosmosa nozarē ieņem kompozītmateriāli. Augstas prasības tiem izvirza kosmosa lidojumu lielās slodzes. Oglekļa šķiedra un no tās izgatavotie materiāli darbojas augstas un zemas temperatūras un spiediena apstākļos, starojuma ietekmē, lielās vibrācijas slodzēs utt.

Kuģu būvē ar oglekļa šķiedru pastiprināta plastmasa ir labākās sastāvdaļas jaunu materiālu un konstrukciju projektēšanā un no tiem veidošanā, jo tām ir izturība pret koroziju, augsta īpatnējā izturība, nemagnētiskums, zema siltumvadītspēja un augsta triecienizturība. IzvēleŠis konkrētais materiāls ir saistīts ar iespēju tajā apvienot augstu ķīmisko inerci un izturību, kā arī skaņas, vibrācijas un radioabsorbciju, kas ļauj to izmantot dažāda veida civilo kuģu konstrukciju ražošanā.

Pasaules praksē vēja enerģija ir viena no nozīmīgākajām jomām, kur tiek izmantots oglekļa materiāls. Šī nozare Krievijā ir sākuma stadijā, lai gan vējdzirnavas parādās visā pasaulē: piekrastes rajonos, neapdzīvotās vietās un uz ārzonas platformām. Oglekļa šķiedras nepārspējamā izturība un vieglums ļāva izveidot garākus asmeņus. Savukārt tie ir kļuvuši energoefektīvāki.

CFRP plaši izmanto arī dzelzceļa nozarē. Materiāla izturība un vieglums veicina dzelzceļa vagonu konstrukciju atvieglošanu, tādējādi ļaujot samazināt vilciena kopējo svaru, palielināt tā garumu un uzlabot ātruma īpašības.

Oglekļa šķiedru var izmantot arī dzelzceļa sliežu ceļu un sliežu ceļu būvniecībā: vadu garums palielinās lielo lieces izturību, kas samazinās nepieciešamo balstu skaitu un vienlaikus laikā, samaziniet nokarāšanās risku.

Kompozītmateriāli ir intensīvi iekļauti katra cilvēka ierastajā dzīvesveidā. No tiem tiek radītas daudzas patēriņa preces: sporta inventārs un inventārs, interjera priekšmeti, sadzīves tehnika, datori un daudz kas cits.