مادة مركبة ألياف الكربون

ما هي مادة ألياف الكربون المركبة؟

المواد المركبة من ألياف الكربون ، وخاصة نوع من الألياف الخاصة المكونة من عنصر الكربون ، يختلف محتوى الكربون مع أنواع مختلفة ، بشكل عام أكثر من 90 ٪. تتمتع ألياف الكربون بخصائص مواد الكربون العامة ، مثل مقاومة درجات الحرارة العالية ، ومقاومة التآكل ، والتوصيل الكهربائي ، والتوصيل الحراري ، ومقاومة التآكل. فيما يلي مقدمة مفصلة للمواد المركبة من ألياف الكربون للجميع ، واستخدام ومزايا المواد المركبة من ألياف الكربون. نأمل أن نساعد الأصدقاء الذين لديهم مثل هذه الاحتياجات.

ما هو مركب ألياف الكربون؟

في الأسرة الكبيرة من المواد المركبة ، كانت المواد المقوى بالألياف دائمًا محور الاهتمام. نظرًا لأن ظهور الألياف الزجاجية المعززة بالألياف الزجاجية والراتنج العضوي ، فقد تم تطوير ألياف الكربون والألياف السيراميكية وألياف الألياف البورون بنجاح ، وقد تم تحسين أدائها بشكل مستمر ، مما يجعل مجال موادها المركبة يزدهر. دعنا نلقي نظرة على مركبات ألياف الكربون الفريدة أدناه.

ثانياً ، بنية ألياف الكربون المركبة

ألياف الكربون هو نوع من الألياف الخاصة المكونة من عنصر الكربون. يختلف محتوى الكربون مع أنواع مختلفة ، وهو عمومًا أكثر من 90 ٪. تتمتع ألياف الكربون بخصائص مواد الكربون العامة ، مثل مقاومة درجات الحرارة العالية ، ومقاومة الاحتكاك ، والتوصيل الكهربائي ، والتوصيل الحراري ، ومقاومة التآكل ، ولكن على عكس مواد الكربون العامة ، فإن شكله له تباين كبير ، والنعومة ، ويمكن معالجته في مختلف يظهر النسيج قوة عالية على طول محور الألياف. ألياف الكربون لديها جاذبية معينة محددة وبالتالي لديها قوة محددة عالية.

ألياف الكربون مصنوعة من الألياف الكيميائية من صنع الإنسان والتي تحتوي على نسبة عالية من الكربون ولا تذوب في عملية معالجة الحرارة ، ويتم معالجتها عن طريق معالجة الأكسدة المستقرة للحرارة ، ومعالجة الكربنة ، والجرافيت.

ألياف الكربون هي مادة جديدة ذات خصائص ميكانيكية ممتازة. الجاذبية الخاصة بها أقل من 1/4 من الصلب. تزيد قوة الشد لمركبات راتنجات ألياف الكربون بشكل عام عن 3500 ميجا باسكال ، وهي من 7 إلى 9 أضعاف من الصلب ، ومعاملها المرن الشد 23000. ~ 43000MPa أعلى من الصلب. لذلك ، فإن القوة المحددة لـ CFRP هي نسبة قوة المادة إلى كثافتها يمكن أن تصل إلى 2000 ميجا باسر/(جم/سم 3) أو أكثر ، في حين أن القوة المحددة للصلب A3 لا تقل سوى حوالي 59 ميجابت/(جم/سم 3) ، و معاملها المحدد أعلى أيضًا من الصلب.

ثالثًا ، مزايا المواد المركبة الألياف الكربونية

1 ، قوة عالية (5 أضعاف الصلب)

2 ، مقاومة الحرارة الممتازة (يمكن أن تصمد أمام درجات الحرارة فوق 2000 درجة مئوية)

3 ، مقاومة صدمة حرارية ممتازة

4 ، معامل التمدد الحراري المنخفض (تشوه صغير)

5 ، سعة حرارة صغيرة (توفير الطاقة)

6 ، نسبة صغيرة (الصلب 1/5)

7 ، مقاومة التآكل الممتازة والأداء الإشعاعي

رابعًا ، استخدام المواد المركبة الألياف الكربونية

الغرض الرئيسي من ألياف الكربون هو أن تتوافق مع مصفوفة من الراتنج والمعادن والسيراميك وما إلى ذلك لصنع مادة هيكلية. تعد مركبات الإيبوكسي التي تعالج الألياف الكربونية ، مع قوتها المحددة والمعامل المحددة ، هي الأعلى بين المواد الهيكلية الموجودة. في المناطق التي توجد فيها متطلبات صارمة للكثافة والصلابة والوزن والتعب ، فإن المواد المركبة من ألياف الكربون مفيدة في التطبيقات التي تتطلب درجات حرارة عالية والاستقرار الكيميائي العالي.

تم إنتاج ألياف الكربون في أوائل الخمسينيات استجابة لاحتياجات العلوم والتكنولوجيا المتطورة مثل الصواريخ والفضاء والطيران. كما أنه يستخدم على نطاق واسع في المعدات الرياضية والمنسوجات والآلات الكيميائية والمجالات الطبية. مع المتطلبات المتزايدة المتزايدة للتقنيات المتطورة للأداء الفني للمواد الجديدة ، يحاول العلماء والفنيون باستمرار تحسينه. في أوائل الثمانينيات من القرن الماضي ، ظهرت ألياف الكربون عالية الأداء والأداء الفائق الأداء واحدًا تلو الآخر. هذه قفزة أخرى إلى الأمام في التكنولوجيا. كما أنه يمثل أن أبحاث وإنتاج ألياف الكربون قد دخلت مرحلة متقدمة.

المادة المركبة المكونة من ألياف الكربون وراتنج الايبوكسي هي مادة فضائية متقدمة بسبب الجاذبية الصغيرة الخاصة بها ، صلابة جيدة ، وقوة عالية. لأن كل تخفيض في وزن المركبة الفضائية يمكن أن يقلل من مركبة الإطلاق بمقدار 500 كيلوغرام. لذلك ، فإن استخدام المواد المركبة المتقدمة في صناعة الطيران يتنافس. هناك مقاتل هبوط عمودي. يمثل مركب ألياف الكربون المستخدمة من قبل 1/4 وزن الطائرة بأكملها ويمثل ثلث وزن الجناح. وفقًا للتقارير ، فإن المكونات الرئيسية لثلاثة صواريخ صواريخ على مكوك الفضاء الأمريكي وأنابيب إطلاق صواريخ MX المتقدمة مصنوعة من مواد مركبة ألياف الكربون المتقدمة.

سيارة F1 (World Formula One Championship) ، معظم هيكل الجسم يستخدم مادة ألياف الكربون. تعد نقطة البيع العليا في السيارة الرياضية العليا أيضًا استخدام ألياف الكربون في جميع أنحاء الجسم لزيادة القوة الديناميكية الهوائية والهيكلية. يمكن معالجة ألياف الكربون في الأقمشة ، والفليتس ، والحصير ، والأحزمة ، والورق والمواد الأخرى. بالإضافة إلى الاستخدام التقليدي لألياف الكربون بالإضافة إلى مواد العزل الحرارية ، بشكل عام ، ليس بمفرده ، معظمها من المواد المعززة التي تضاف إلى الراتنج والمعادن والسيراميك والخرسانة وغيرها من المواد ، تشكل مادة مركبة. يمكن استخدام المركبات المقواة بألياف الكربون كمواد هيكلية للطائرات ، ومواد كهربة التدريع الكهرومغناطيسي ، والأربطة الاصطناعية وغيرها من مواد استبدال الجسم وكذلك لتصنيع قذائف الصواريخ ، وقوارب السيارات ، والروبوتات الصناعية ، وينابيع أوراق السيارات ، وعمليات القيادة.

ملخص المحرر: ما سبق هو ما هي المادة المركبة من ألياف الكربون والمقدمة ذات الصلة لاستخدام المواد المركبة من ألياف الكربون. آمل أن أساعدك على فهم أفضل للمواد المركبة الألياف الكربونية. إذا كنت لا تزال ترغب في معرفة المزيد عن المعلومات ذات الصلة ، فيرجى متابعة متابعة موقعنا على الويب. سوف تقدم المتابعة المزيد من المحتوى إثارة.