Каква е разликата между въглеродни влакна и кевлар?

Какво е въглеродни влакна?

Въглеродните влакна са дълги, тънки нишки, направени предимно от въглеродни атоми, свързани заедно в микроскопични кристали.

Кристалите са подравнени, което ги прави много здрави. След това те се усукват заедно, подобно на процеса на производство на памук, за да се получи прежда. След това преждите се сплитат заедно, за да се получи плат от въглеродни влакна. Има различни видове тъкани за въглеродни влакна:

Обикновено сплитане: Известно също като двупосочно стандартно сплитане отгоре/надолу, е много лесно за работа поради стегнатото сплитане.

Twill: Диагонален модел от над и отдолу Това е най-известният модел от въглеродни влакна и предлага по-свободна форма от нормалните дизайни, което го прави по-подходящ за по-сложни форми.

Сатен: Сатенът прилича на тухла, която идва от числа, които са повече от (обикновено четири или осем) до по-малко от едно. Този модел не е най-лесният за работа, но работи най-добре със сложни криви.

Еднопосочни: Както подсказва името, всички прежди са еднопосочни. Няма тъкане, обикновено се използва нишка, за да се държи заедно, но това не променя структурата на въглеродните влакна. Най-добър за форми, които са напрегнати само в една ос

Как се правят въглеродни влакна?

Всеки производител на въглеродни влакна има свой собствен метод за производство на материала, за да му придаде здравина или естетически характеристики за продажба. Обикновено обаче всички въглеродни влакна идват от органични полимери, които са молекулни вериги от въглеродни атоми, държани заедно.

Производственият процес на PAN (полиакрилонитрил) представлява около 90 процента от цялото производство на въглеродни влакна и е разделен на пет стъпки:

Полиакрилонитрилът се смесва с други елементи и се преде във влакна, които след това се разтягат и почистват.

след това се добавят химикали за стабилизиране

Добавяйки топлина, високите температури спомагат за образуването на плътно свързани въглеродни кристали.

Влакната се окисляват, за да се подобрят свойствата на свързване.

Накрая нишките се покриват и навиват на нишки с различни размери. Преди въглеродните влакна да се превърнат в композит, се добавя полимер и нишките и полимерът се свързват заедно чрез топлина, налягане или вакуум, за да образуват композита.

Както при всеки производствен процес, използваните материали ще създадат специфични качества и ефекти при въглеродните влакна, позволявайки разлики в градирането и приложението.

Какви са предимствата на въглеродните влакна?

Въглеродните влакна са известни със своето леко тегло и висока якост, което ги прави идеален усъвършенстван композитен материал в морската, автомобилната и космическата индустрия. Основните предимства включват:

Отлично съотношение здравина към тегло

висока устойчивост на топлина

Висока устойчивост на химикали/корозия (когато се използва с правилната смола)

Изключително гъвкав за голямо разнообразие от приложения

отлични свойства на умора

Подходящ за различни материали

електрическа и топлопроводимост

Има нисък коефициент на топлинно разширение

Какви са недостатъците на въглеродните влакна?

Въпреки многото си предимства, въглеродните влакна все още са сравнително нов композитен материал, но имат и някои недостатъци:

Скъп в сравнение с други композитни материали

Производството е по-трудоемко

В момента не подлежат на рециклиране, въглеродните влакна често се използват вместо стомана или алуминий, като и двата са рециклируеми материали

Ще се спука/счупи, когато надвиши капацитета си

При повреда трябва да се смени, а не да се ремонтира като металните конструкции