12 уникални предимства на въглеродните влакна

От слънчеви очила до портфейли, има десетки различни аксесоари, които носим всеки ден. Те могат да бъдат направени от различни продукти, но въглеродните влакна си създават име като издръжлива и привличаща вниманието опция.

Какво е въглеродни влакна?

Въглеродните влакна попадат в категория материали, известни като "пластмаси, подсилени с влакна", която също включва материали като фибростъкло, използвано широко за лодки и автомобили, и кевлар, най-известен за създаването на бронирани жилетки. Комбинирането на суперздрава въглеродна тъкан с усъвършенствана пластмаса позволява създаването на материал със свойства, които изглеждат почти невъзможни: той е по-лек от алуминия, но по-здрав от стоманата, не променя размера си при нагряване или охлаждане, невероятно е твърд и твърд и това е само началото. Използването на въглеродни влакна се намира в широк спектър от индустрии, като всеки ден се откриват нови приложения. Той прави самолетите по-ефективни, автомобилите по-бързи, дроновете по-леки и дори се намира в много луксозни стоки като портфейли, слънчеви очила и колани. Собствен CF-Lex на CF^TMпантата дори направи възможно въглеродните влакна да бъдат гъвкави, както и здрави! Пригответе се да изследвате многото предимства и приложения на странния и уникален материал, наречен въглеродни влакна.

12 уникални предимства на продуктите от въглеродни влакна

Единственият начин да решите дали въглеродните влакна са подходящи за вас е да научите как работят. По-долу ще намерите дванадесет предимства на въглеродните влакна, които ги отличават от другите материали!

 

Висока якост на опън и твърдост

Силата на въглеродните влакна идва от подсилващите влакна: хиляди микроскопични нишки от свързан въглерод, които сами по себе си са силни на опън, но им липсва твърдост и устойчивост на натиск. Като ги окачват в епоксидна смола (здрава и лека пластмаса), те стават твърди по оста си и здрави както на опън, така и на компресия. Това създава "неизотропна" здравина, което означава, че здравината на материала варира в зависимост от посоката и ориентацията на влакната. Това контрастира с "изотропен" материал като стомана, който има същите свойства, независимо от подравняването. Когато е правилно подравнена, частта от въглеродни влакна може да има здравина, сравнима с най-добрата стомана при малка част от теглото. Това прави въглеродните влакна чудесен заместител на метали като алуминий и стомана, тъй като тяхната здравина може да бъде съобразена точно с неговия сценарий на натоварване.

 

Лек

Говорейки за тегло, въглеродните влакна са леки! Пластмасата, подсилена с въглеродни влакна, не е много по-тежка от неподсилената пластмаса. В сравнение със стоманата общото намаление на теглото е около деветдесет процента. Стоманен капак на автомобил от 70 паунда може да бъде пресъздаден, за да тежи само 7 паунда! По-лек е от алуминия и дори от титана. Спортният автомобил Polestar One, който скоро ще бъде пуснат на пазара, разработен от Volvo, например, спестява над 500 паунда със стратегическо използване на въглеродни влакна, като в същото време подобрява твърдостта в ключови области. Слънчевите очила от въглеродни влакна на CF са толкова леки, че тежат само 20 грама; това се равнява на само шест пенита!

 

Подходящ за различни приложения

В допълнение към широката си употреба в света на автомобилите от висок клас, въглеродните влакна се прилагат в почти всяка област, която можете да си представите. Туристите обичат неговите леки свойства в раници и палатки, а дронове, самолети и хеликоптери могат значително да подобрят съотношението си мощност-тегло. Не се изненадвайте, ако въглеродни влакна се появят в луксозен RV, спешното отделение, музикален инструмент или следващия ви велосипед. Всъщност CF е създал продукти за всяко от тези приложения! Някога опитвали ли сте да повдигнете диван и сте искали да тежи малко по-малко? Не сте единственият и мебелите от въглеродни влакна започват да спасяват пренапрегнатите бодли един по един. Въпреки че въглеродните влакна са известни с това, че са малко сърбящи, дори има компания, която произвежда тениски от въглеродни влакна!

 

Не ръждясва

Повечето материали реагират слабо на въздух и вода, корозират, окисляват се или просто се разпадат, освен ако не са защитени. Не въглеродни влакна. И въглеродът, и епоксидната смола са изключително стабилни и не реагират дори когато са потопени във вода! Идеален като заместител на стомана при условия на екстремна влага или дори потапяне. Няма нужда от скъпи антикорозионни обработки или непрекъснато повторно боядисване.

 

Прозрачен за рентгенови лъчи

Въпреки че са по-здрави от стоманата, въглеродните влакна са напълно прозрачни за рентгенови лъчи. Медицинските приложения за това са безгранични, тъй като никой друг материал не съчетава здравината на метала с рентгеновата прозрачност на пластмасата. Представете си, ако вместо да се налага да карате пациент до изцяло нова стая за рентгенова снимка, той може просто да бъде заснет на живо през операционна маса! Въглеродните влакна отключват това и други приложения, създавайки нови и вълнуващи възможности за лекари и хирурзи.

 

Няма да се огъва или променя формата си при горещо време

Чрез използването на високотемпературна епоксидна смола въглеродните влакна могат да бъдат направени така, че да издържат на екстремни горещини и студове без по същество изкривяване или промяна на размера. Това се дължи на свойството на въглеродните влакна да имат ниско термично разширение. Музикантите отдавна мечтаят за китара, арфа или цигулка, които никога да не се разстройват. Въглеродните влакна вдъхват тази мечта живот, създавайки музикални инструменти, които не се разширяват или свиват, когато са изложени на топлина, студ и влажност. Сега инструментите могат да оцелеят при излагане на атмосферни влияния, грубо боравене, пътуване и други, докато тежат по-малко и предлагат десетилетия на работа. Все още може да е разумно да покриете въглеродните влакна с прозрачен лак, за да ги предпазите от едната им слабост: излагането на ултравиолетови лъчи. С подходящо покритие обаче част от въглеродни влакна може да оцелее години на излагане на слънце.

 

Устойчив на химикали

Въглеродните влакна (в тяхната твърда форма) обикновено се използват в унисон с полимерна матрица. Най-често въглеродните влакна се съчетават със система от епоксидна смола. Епоксидът се образува от двукомпонентна химическа реакция на смола и втвърдител. Веднъж втвърден, епоксидът е термореактивен, който няма да се стопи или да се върне към предишните си съставки. Това прави високоустойчива на химикали пластмаса, която няма да корозира, разтваря се или се стопява с течение на времето. Този епоксид е това, което прави въглеродните влакна толкова химически устойчиви на повечето алкохоли, киселини и други химични съединения.

 

Добър топлопроводник

На атомно ниво въглеродните влакна са съставени от същия материал, който образува въглен-въглерод. Благодарение на свойство, известно като топлопроводимост, топлината се отвежда лесно по дължината на влакната. Въглеродните влакна имат топлопроводимост от около 500 W/mK (ватове на метър-келвин), в сравнение с около 200

W/mK за алуминий или 400 W/mK за мед. Въпреки това, топлината не се провежда перпендикулярно на влакната, което позволява потокът от топлина да се контролира през частта чрез подреждане на посоката на влакната, за да се създадат желаните топлинни свойства.

 

Гъвкавост и пластичност

Преди процеса на полагане въглеродните влакна могат да бъдат приспособени към почти всяка форма, въпреки че са необходими значителен опит и техническо ноу-хау за адаптиране на процеса и материала към различни геометрии. Това обаче не свършва. Композитите могат да бъдат направени гъвкави или твърди, но не и двете.

Визуален външен вид и естетика

Ако има един атрибут, който почти всеки знае за въглеродните влакна, това е незабавно разпознаваемият външен вид. От агресивния модел на зъб на акула, дълбочината и начина, по който улавя светлината, въглеродните влакна не могат да бъдат пропуснати! Влакната, които осигуряват този зашеметяващ външен вид, са повече от декоративни - те също са структурата и здравината на частта, като екзоскелет на насекомо. Независимо дали става въпрос за суперавтомобил, направен почти изцяло от въглерод, обикновен акцент върху мебел или просто портфейл или нож, които носите всеки ден, въглеродните влакна са красиви, поразителни и смели. Въглеродните влакна вече могат дори да бъдат вплетени в други модели или с други материали, за да добавят малко цвят (обикновено кевлар, фибростъкло или Mylar). Въглеродните влакна сами по себе си не могат да бъдат друг цвят освен черен.

 

Може да се комбинира с други материали

Процесът на подреждане включва свързване на много слоеве въглеродни влакна заедно и често производителят ще избере да вмъкне различен материал в подреждането, за да създаде различни свойства. Състезателните автомобили, например, често ще добавят най-външния слой от кевлар, за да предпазят въглерода, ако частта се натъкне на абразия от настилката или страничната стена. Пяната може да се използва за увеличаване на дебелината с минимално увеличаване на теглото. Дървото е много по-евтино от въглерода и добавя гъвкавост и еластичност. Дори метал може да бъде ламиниран до въглерод, създавайки наистина забележителен композитен материал. Възможностите са почти безкрайни. Това е магията на композитните материали и техници и учени непрекъснато изобретяват нови и иновативни комбинации от материала.

 

Заключение

Предимствата на въглеродните влакна са трудни за преброяване, но ние направихме всичко възможно, за да ви покажем дванадесет уникални причини да изберете въглеродни влакна. Въпреки че съществува от половин век, има още толкова много за откриване. Можете да прочетете повече от нашия блог „Направи си сам“, за да видите въглеродни влакна в действие и да научите повече за дребните действия зад кулисите, които създават тези забележителни части, или разгледайте нашия онлайн магазин и опитайте сами въглеродните влакна. Едно нещо е сигурно – веднъж преминеш ли въглерод, няма връщане назад.