Fibra karboni: vetitë, fotografia, marrja, përdorimi

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:41

Industritë e avancuara dhe ndërtimi kohët e fundit kanë zotëruar shumë teknologji thelbësisht të reja, shumica e të cilave janë të lidhura me materiale inovative. Një përdorues i zakonshëm mund të vërejë shfaqjen e këtij procesi në shembullin e materialeve të ndërtimit me përfshirjen e përbërjeve. Gjithashtu në industrinë e automobilave po futen elementë karboni që rrisin performancën e makinave sportive. Dhe kjo nuk është e gjitha fushat në të cilat përdoret fibra karboni. Baza për këtë komponent janë fibrat e karbonit, një foto e të cilave është paraqitur më poshtë. Në fakt, veçantia dhe shpërndarja aktive e kompoziteve të gjeneratës së re qëndron në cilësitë e patejkalueshme teknike dhe fizike.

Teknologjia e prodhimit

Për prodhimin e materialit, lëndët e para përdoren në formën e fibrave natyrore ose kimike me origjinë organike. Më tej, si rezultat i përpunimit special, vetëm atomet e karbonit mbeten nga pjesa origjinale e punës. Forca kryesore ndikuese është temperatura. Procesi teknologjik përfshin zbatimin e disa fazave të trajtimit termik. Në fazën e parë, struktura primare oksidohet në kushte të temperaturës deri në 250 °C. Në tjetrënNë fazë, prodhimi i fibrave të karbonit kalon në procedurën e karbonizimit, si rezultat i së cilës materiali nxehet në një mjedis azoti në temperatura të larta deri në 1500 °C. Kështu, formohet një strukturë e ngjashme me grafitin. I gjithë procesi i prodhimit përfundon me një trajtim përfundimtar në formën e grafitizimit në 3000 °C. Në këtë fazë, përmbajtja e karbonit të pastër në fibra arrin 99%.

Ku përdoret fibra karboni?

Nëse në vitet e para të popullarizimit materiali përdorej ekskluzivisht në zona shumë të specializuara, sot ka një zgjerim të prodhimit në të cilin përdoret kjo fibër kimike. Materiali është mjaft plastik dhe heterogjen për sa i përket mundësive të shfrytëzimit. Me një probabilitet të lartë, fushëveprimi i fibrave të tilla do të zgjerohet, por sot llojet bazë të prezantimit të materialit në treg kanë marrë formë. Në veçanti, mund të vëmë në dukje industrinë e ndërtimit, mjekësinë, prodhimin e inxhinierisë elektrike, pajisjeve shtëpiake, etj. Për sa i përket fushave të specializuara, përdorimi i fibrave të karbonit është ende i rëndësishëm për prodhuesit e pajisjeve të avionëve, elektrodave mjekësore dhe materialeve thithëse të radarëve.

Format e prodhimit

Para së gjithash, këto janë produkte tekstile rezistente ndaj nxehtësisë, ndër të cilat dallojmë pëlhurat, fijet, trikotazhet, shaminë etj. Një drejtim më teknologjik është prodhimi i kompoziteve. Ndoshta ky është segmenti më i gjerë në të cilin fibra karboni përfaqësohet si bazë për produktet për prodhim serik.prodhimit. Në veçanti, këto janë kushineta, njësi rezistente ndaj nxehtësisë, pjesë dhe elementë të ndryshëm që funksionojnë në mjedise agresive. Kryesisht përbërësit janë të fokusuar në tregun e automobilave, megjithatë, industria e ndërtimit është gjithashtu mjaft e gatshme të marrë në konsideratë propozime të reja nga prodhuesit e kësaj fije kimike.

Vetitë materiale

Specifikat e teknologjisë për marrjen e materialit lanë gjurmë në performancën e fibrave. Si rezultat, stabiliteti i lartë termik është bërë tipari kryesor dallues i strukturës së produkteve të tilla. Përveç efekteve termike, materiali është gjithashtu rezistent ndaj mjediseve agresive kimike. Vërtetë, nëse oksigjeni është i pranishëm gjatë procesit të oksidimit kur nxehet, kjo ka një efekt të dëmshëm në fibrat. Por forca mekanike e fibrës së karbonit mund të konkurrojë me shumë materiale tradicionale që konsiderohen të vështira dhe rezistente ndaj dëmtimeve. Kjo cilësi është veçanërisht e theksuar në produktet e karbonit. Një tjetër pronë që kërkohet nga teknologët e produkteve të ndryshme është aftësia e përthithjes. Për shkak të sipërfaqes aktive, kjo fibër mund të konsiderohet si një sistem katalitik efikas.

Producers

Liderët në segment janë kompanitë amerikane, japoneze dhe gjermane. Teknologjitë ruse në këtë fushë praktikisht nuk janë zhvilluar vitet e fundit dhe ende bazohen në zhvillimet e epokës sovjetike. Deri më sot, gjysmaFijet e prodhuara në botë llogariten nga kompanitë japoneze Mitsubishi, Kureha, Teijin, e të tjera, pjesa tjetër ndahet mes gjermanëve dhe amerikanëve. Për shembull, pala amerikane është Cytec, dhe në Gjermani fibra karboni prodhohet nga SGL. Jo shumë kohë më parë, kompania tajvaneze Formosa Plastics hyri në listën e liderëve në këtë fushë. Sa i përket prodhimit vendas, vetëm dy kompani janë të angazhuara në zhvillimin e kompoziteve - Argon dhe Khimvolokno. Në të njëjtën kohë, sipërmarrësit bjellorusë dhe ukrainas kanë bërë arritje të rëndësishme vitet e fundit, duke zotëruar pika të reja për përdorimin komercial të fibrës së karbonit.

E ardhmja e fibrave të karbonit

Meqenëse disa lloje të CFRP së shpejti do të lejojnë prodhimin e produkteve që mund të ruajnë strukturën e tyre origjinale për miliona vjet, shumë ekspertë parashikojnë një mbiprodhim të produkteve të tilla. Pavarësisht kësaj, kompanitë e interesuara vazhdojnë të garojnë me përmirësimet teknologjike. Dhe kjo është kryesisht e justifikuar, pasi vetitë e fibrave të karbonit janë një renditje e madhësisë më e lartë se ato të materialeve tradicionale. Mjafton të mbani mend forcën dhe rezistencën ndaj nxehtësisë. Bazuar në këto avantazhe, zhvilluesit po eksplorojnë fusha të reja zhvillimi. Prezantimi i materialit, ka shumë të ngjarë, do të mbulojë jo vetëm fusha të specializuara, por edhe zona afër konsumatorit masiv. Për shembull, elementët e zakonshëm të plastikës, aluminit dhe drurit mund të zëvendësohen me fibër karboni, i cili do të tejkalojë materialet konvencionale në një numër cilësish të performancës.

Përfundim

Shumë faktorë pengojnë adoptimin e gjerë të fibrave inovative të krijuara nga njeriu. Një nga më të rëndësishmet është kostoja e lartë. Meqenëse fibra karboni kërkon përdorimin e pajisjeve të teknologjisë së lartë për prodhim, jo çdo kompani mund të përballojë ta marrë atë. Por kjo nuk është gjëja më e rëndësishme. Fakti është se jo të gjithë prodhuesit janë të interesuar për ndryshime të tilla rrënjësore në cilësinë e produktit. Pra, ndërsa rrit qëndrueshmërinë e një elementi të infrastrukturës, prodhuesi nuk mund të kryejë gjithmonë një përmirësim të ngjashëm në komponentët ngjitur. Rezultati është një çekuilibër që anulon të gjitha arritjet e teknologjive të reja.