Яка різниця між вуглецевим волокном і кевларом?

Що таке вуглецеве волокно?

Вуглецеві волокна — це довгі тонкі нитки, які складаються переважно з атомів вуглецю, зв’язаних разом у мікроскопічні кристали.

Кристали вирівняні, що робить їх дуже міцними. Потім вони скручуються разом, подібно до процесу виробництва бавовни, щоб отримати пряжу. Потім нитки сплітаються разом, щоб отримати тканину з вуглецевого волокна. Існують різні типи плетінь для вуглецевого волокна:

Полотняне переплетення: також відоме як двостороннє стандартне переплетення зверху/внизу, дуже легко використовувати через щільне переплетення.

Саржа: діагональний візерунок зверху та знизу. Це найвідоміший візерунок з вуглецевого волокна, який пропонує більш вільну форму, ніж звичайні конструкції, що робить його більш придатним для більш складних форм.

Атлас: Атлас має подібність до цегли, що походить від чисел, які від більших (зазвичай чотирьох або восьми) до менших за одиницю. З цим шаблоном працювати не найлегше, але він найкраще працює зі складними кривими.

Односпрямована: як випливає з назви, усі нитки є односпрямованими. Немає переплетення, зазвичай для укріплення використовується нитка, але це не змінює структуру вуглецевого волокна. Найкраще підходить для прес-форм, які напружені лише по одній осі

Як виготовляється вуглецеве волокно?

Кожен виробник вуглецевого волокна має власний метод виготовлення матеріалу, щоб надати йому міцності або естетичних характеристик продажу. Як правило, однак, усі вуглецеві волокна походять з органічних полімерів, які є молекулярними ланцюгами атомів вуглецю, що утримуються разом.

Процес виробництва PAN (поліакрилонітрилу) становить близько 90 відсотків усього виробництва вуглецевого волокна та поділяється на п’ять етапів:

Поліакрилонітрил змішують з іншими елементами і формують у волокна, які потім розтягують і очищають.

потім додають хімікати для стабілізації

Додаючи тепло, високі температури сприяють формуванню щільно зв’язаних кристалів вуглецю.

Волокна окислені для покращення зв'язувальних властивостей.

Нарешті пасма покриваються і змотуються в нитки різного розміру. Перш ніж вуглецеве волокно стане композитом, додається полімер, і нитки та полімер з’єднуються разом за допомогою тепла, тиску або вакууму, щоб утворити композит.

Як і в будь-якому виробничому процесі, використовувані матеріали створять особливу якість і ефект вуглецевого волокна, дозволяючи сортувати та застосовувати відмінності.

Які переваги вуглецевого волокна?

Вуглецеве волокно відоме своєю легкою вагою та високою міцністю, що робить його ідеальним вдосконаленим композитним матеріалом у морській, автомобільній та аерокосмічній промисловості. Ключові переваги:

Чудове співвідношення міцності та ваги

висока термостійкість

Висока хімічна/корозійна стійкість (при використанні правильної смоли)

Надзвичайно гнучкий для різноманітних застосувань

відмінні втомні властивості

Підходить для різних матеріалів

електро- і теплопровідність

Має низький коефіцієнт теплового розширення

Які недоліки вуглецевого волокна?

Незважаючи на численні переваги, вуглецеве волокно все ще є відносно новим композитним матеріалом, але воно також має деякі недоліки:

Дорого в порівнянні з іншими композитними матеріалами

Виробництво більш трудомістке

В даний час не підлягає вторинній переробці, вуглецеве волокно часто використовується замість сталі або алюмінію, обидва з яких є матеріалами для вторинної переробки

Розтріснеться/розіб’ється, коли перевищить свою ємність

У разі пошкодження її необхідно замінити, а не ремонтувати, як металеві конструкції