Koja je razlika između karbonskih vlakana i kevlara?

Šta su karbonska vlakna?

Ugljična vlakna su duge, tanke niti napravljene prvenstveno od atoma ugljika povezanih u mikroskopske kristale.

Kristali su poravnati, što ih čini veoma jakim. Zatim se zajedno uvijaju, slično kao u procesu proizvodnje pamuka, kako bi se napravilo pređe. Pređa se zatim plete zajedno kako bi se napravila tkanina od karbonskih vlakana. Postoje različite vrste tkanja za karbonska vlakna:

Običan tkanje: Poznato i kao dvosmjerni standardni vrh/dolje je vrlo lako za rukovanje zbog čvrstog tkanja.

Keper: dijagonalni uzorak preko i ispod. To je najpoznatiji uzorak od karbonskih vlakana i nudi labaviji oblik od uobičajenih dizajna, što ga čini pogodnijim za složenije oblike.

Saten: Saten ima sličnost s ciglom koja dolazi od brojeva koji su veći od (obično četiri ili osam) do manje od jedan. Ovaj obrazac nije najlakši za rad, ali najbolje radi sa složenim krivuljama.

Jednosmjerno: Kao što ime govori, sva pređa su jednosmjerna. Nema tkanja, obično se koristi konac da ga drži zajedno, ali to ne mijenja strukturu karbonskih vlakana. Najbolje za kalupe koji su napregnuti samo u jednoj osi

Kako se proizvode karbonska vlakna?

Svaki proizvođač karbonskih vlakana ima svoj vlastiti način izrade materijala koji mu daje snagu ili estetske prodajne karakteristike. Tipično, međutim, sva ugljična vlakna dolaze od organskih polimera, koji su molekularni lanci ugljikovih atoma koji se drže zajedno.

Proces proizvodnje PAN-a (poliakrilonitrila) čini oko 90 posto ukupne proizvodnje karbonskih vlakana i podijeljen je u pet koraka:

Poliakrilonitril se miješa s drugim predmetima i vrti u vlakna, koja se zatim razvlače i čiste.

zatim se dodaju hemikalije za stabilizaciju

Dodavanjem topline, visoke temperature pomažu u formiranju čvrsto vezanih kristala ugljika.

Vlakna se oksidiraju kako bi se poboljšala svojstva vezivanja.

Na kraju se pramenovi premazuju i namotaju u niti različitih veličina. Prije nego što karbonska vlakna postanu kompozit, dodaje se polimer, a niti i polimer se spajaju toplinom, pritiskom ili vakuumom kako bi se formirao kompozit.

Kao i kod bilo kojeg proizvodnog procesa, upotrijebljeni materijali će stvoriti specifične kvalitete i efekte u karbonskim vlaknima, omogućavajući razlike u stepenovanju i primjeni.

Koje su prednosti karbonskih vlakana?

Ugljična vlakna poznata su po svojoj maloj težini i visokoj čvrstoći, što ih čini idealnim naprednim kompozitnim materijalom u pomorskoj, automobilskoj i svemirskoj industriji. Ključne prednosti uključuju:

Odličan omjer snage i težine

visoka otpornost na toplotu

Visoka otpornost na kemikalije/koroziju (kada se koristi s odgovarajućom smolom)

Izuzetno fleksibilan za širok spektar primjena

odlična svojstva zamora

Pogodan za razne materijale

električnu i toplotnu provodljivost

Ima nizak koeficijent toplinske ekspanzije

Koji su nedostaci karbonskih vlakana?

Unatoč brojnim prednostima, karbonska vlakna su još uvijek relativno nov kompozitni materijal, ali imaju i neke nedostatke:

Skupo u odnosu na druge kompozitne materijale

Proizvodnja je radno intenzivnija

Trenutno se ne mogu reciklirati, karbonska vlakna se često koriste umjesto čelika ili aluminija, od kojih su oba materijala koji se mogu reciklirati

Puknut će/razbiti kada se prekorači svoj kapacitet

Ako je oštećen, mora se zamijeniti, a ne popravljati kao metalne konstrukcije