Čo je uhlíková tkanina? Aplikácia uhlíkovej tkaniny v rôznych oblastiach činnosti

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Čo je uhlíková tkanina? Ide o materiál, ktorý pozostáva z extrémne ľahkých a pevných vlákien zosilneného polyméru. Vo svojom jadre je tento polymér dlhý reťazec molekúl držaných pohromade atómami uhlíka. Typicky je polymér používaný na výrobu uhlíkovej tkaniny 90 percent uhlíka zmiešaného s 10 percentami rôznych prísad.

Produkty od rôznych výrobcov sa môžu navzájom líšiť - v závislosti od vystuženého polyméru použitého pri výrobe a kombinácií surovín. Presné zloženie uhlíkovej tkaniny spravidla nie je zverejnené. Koniec koncov, toto je obchodné tajomstvo.

Výroba uhlíkovej látky

Výroba karbónovej tkaniny začína ťahaním do tenkých nití zosilnených polymérov. Ďalej sa nite získané v procese ťahania navinú na cievky a potom sa z nich pomocou špeciálnych tkáčskych stavov utká samotná látka. Len päť až desať mikrónovkaždý závit má priemer a napriek tomu je veľmi pevný.

Uhlíková tkanina je pravdepodobne najsilnejší tkaný materiál, ktorý je dnes k dispozícii.

Aplikácia

Použitie uhlíkovej látky môže byť neobmedzené. Kde sa uplatňuje? Najčastejšie sa používa tam, kde sa vyžaduje nízka hmotnosť, vysoká vodivosť, vysoká pevnosť. Vzhľadom na to, že uhlíková tkanina môže mať rôznu kvalitu, jej použitie do značnej miery závisí od zloženia a triedy tkaniny. Najvyššia kvalita tohto vlákna sa napríklad používa v leteckom priemysle.

Stavebníctvo

V konštrukcii je v systéme vonkajšej výstuže použitá ultratenká uhlíková tkanina. Pri opravách nosných konštrukcií umožňuje použitie uhlíkovej tkaniny a epoxidového spojiva v krátkom čase vykonať rekonštrukciu a výrazne znižuje mzdové náklady v porovnaní s tradičnými metódami. Napriek tomu, že čas opravy sa niekoľkokrát skráti, životnosť konštrukcie sa tiež niekoľkonásobne zvýši. Nosná funkcia konštrukcie je nielen obnovená, ale aj niekoľkonásobne zvýšená.

Aviation

Na čo slúži uhlíková tkanina v letectve? Používa sa na vytváranie jednodielnych kompozitných dielov, používajú sa aj karbónové materiály. Výsledné produkty, vyznačujúce sa ľahkosťou a pevnosťou, umožňujú nahradiť hliníkové zliatiny uhlíkovými vláknami. Pri hmotnosti päťkrát nižšej ako hliníkové diely majú kompozitné diely väčšiu flexibilitu, pevnosť a odolnosť voči tlaku.

Priemysel

Uhlíkové plasty sa tiež používajú v jadrovom priemysle na výrobu energetických reaktorov, kde hlavnou požiadavkou na použité materiály je odolnosť voči žiareniu, odolnosť voči vysokým teplotám a tlaku. Všetky tieto vlastnosti má uhlíková tkanina. Okrem toho sa osobitná pozornosť v jadrovom priemysle venuje pevnosti vonkajších štruktúr, takže tkanina je tiež široko používaná v systéme vonkajšej výstuže.

CFRP

Uhlík (alebo uhlíkové vlákno) sa používa v automobilovom priemysle na výrobu jednotlivých komponentov a dielov, ako aj na celé karosérie automobilov. Vysoký pomer pevnosti a hmotnosti umožňuje výrobcom vytvárať bezpečné a úsporné vozidlá: zníženie hmotnosti vozidla vďaka uhlíkovým vláknam znižuje emisie CO2 o 16 %. Keďže spotreba paliva klesá niekoľkonásobne.

Pomerne silnú pozíciu zaujímajú kompozitné materiály v civilnom leteckom priemysle. Vysoké nároky na ne kladie veľké zaťaženie vesmírnych letov. Uhlíkové vlákno a materiály z neho vyrobené fungujú v podmienkach vysokých a nízkych teplôt a tlakov, pod vplyvom žiarenia, pri veľkom zaťažení vibráciami atď.

Pri stavbe lodí sú plasty vystužené uhlíkovými vláknami tými najlepšími komponentmi na navrhovanie a vytváranie nových materiálov a štruktúr z nich kvôli ich odolnosti voči korózii, vysokej špecifickej pevnosti, nemagnetizmu, nízkej tepelnej vodivosti a vysokej odolnosti proti nárazu. VoľbaTento konkrétny materiál je spôsobený možnosťou kombinácie vysokej chemickej inertnosti a pevnosti, ako aj absorpcie zvuku, vibrácií a rádia, čo umožňuje jeho použitie pri výrobe konštrukcií rôznych typov civilných lodí.

Vo svetovej praxi je veterná energia jednou z najvýznamnejších oblastí, kde sa využíva uhlíkový materiál. Tento priemysel je v Rusku v plienkach, hoci veterné mlyny sa objavujú po celom svete: v pobrežných oblastiach, v neobývaných oblastiach a na pobrežných plošinách. Neprekonateľná sila a ľahkosť uhlíkových vlákien umožnila vytvoriť dlhšie čepele. Na druhej strane sa stali energeticky účinnejšie.

CFRP sú tiež široko používané v železničnom priemysle. Pevnosť a ľahkosť materiálu prispieva k odľahčeniu konštrukcií železničných vozňov, čím je možné znížiť celkovú hmotnosť vlaku, zväčšiť jeho dĺžku a zlepšiť rýchlostné vlastnosti.

Uhlíkové vlákno možno použiť aj pri stavbe železničných tratí a pri stavbe železničných tratí: dĺžka drôtov zvýši vysokú pevnosť v ohybe, čím sa zníži počet potrebných podpier a zároveň čas, znížte riziko ochabnutia.

Kompozitné materiály sú intenzívne zaraďované do bežného spôsobu života každého človeka. Vyrába sa z nich veľa spotrebného tovaru: športové potreby a vybavenie, interiérové predmety, domáce spotrebiče, počítače a mnoho ďalšieho.