Koja je razlika između karbonskih vlakana i kevlara?

Što su karbonska vlakna?

Ugljična vlakna su duge, tanke niti sastavljene uglavnom od ugljikovih atoma povezanih u mikroskopske kristale.

Kristali su poredani, što ih čini vrlo čvrstima. Zatim se zajedno uvijaju, slično procesu proizvodnje pamuka, kako bi se napravila pređa. Pređe se zatim isprepliću kako bi se napravila tkanina od karbonskih vlakana. Postoje različite vrste tkanja za karbonska vlakna:

Plain Weave: također poznat kao Two-Way Standard Top/Down vrlo je jednostavan za rukovanje zbog čvrstog tkanja.

Keper: Dijagonalni uzorak s gornje i donje strane To je najpoznatiji uzorak od karbonskih vlakana i nudi labaviji oblik od normalnih dizajna, što ga čini prikladnijim za složenije oblike.

Saten: Saten ima sličnost poput cigle koja dolazi od brojeva koji su veći od (obično četiri ili osam) do manji od jedan. Ovaj uzorak nije najlakši za rad, ali najbolje funkcionira sa složenim krivuljama.

Jednosmjerno: Kao što ime sugerira, sve su niti jednosmjerne. Nema tkanja, obično se koristi konac za držanje zajedno, ali to ne mijenja strukturu karbonskih vlakana. Najbolje za kalupe koji su opterećeni samo u jednoj osi

Kako se izrađuju karbonska vlakna?

Svaki proizvođač karbonskih vlakana ima vlastitu metodu izrade materijala kako bi mu dao snagu ili estetska prodajna svojstva. Međutim, obično sva ugljična vlakna dolaze od organskih polimera, koji su molekularni lanci ugljikovih atoma koji se drže zajedno.

Proces proizvodnje PAN (poliakrilonitrila) čini oko 90 posto ukupne proizvodnje karbonskih vlakana i podijeljen je u pet koraka:

Poliakrilonitril se miješa s drugim predmetima i prede u vlakna, koja se zatim razvlače i čiste.

zatim se dodaju kemikalije za stabilizaciju

Dodavanjem topline, visoke temperature pomažu u stvaranju čvrsto vezanih kristala ugljika.

Vlakna se oksidiraju kako bi se poboljšala svojstva vezivanja.

Na kraju se pramenovi premažu i namotaju u niti različitih veličina. Prije nego što ugljična vlakna postanu kompozit, dodaje se polimer, a niti i polimer se spajaju toplinom, pritiskom ili vakuumom kako bi se formirao kompozit.

Kao i kod svakog proizvodnog procesa, korišteni materijali će stvoriti specifične kvalitete i učinke u karbonskim vlaknima, dopuštajući razlike u ocjenjivanju i primjeni.

Koje su prednosti karbonskih vlakana?

Ugljična vlakna poznata su po svojoj maloj težini i velikoj čvrstoći, što ih čini idealnim naprednim kompozitnim materijalom u pomorskoj, automobilskoj i zrakoplovnoj industriji. Ključne prednosti uključuju:

Izvrstan omjer snage i težine

visoka otpornost na toplinu

Visoka otpornost na kemikalije/koroziju (kada se koristi s odgovarajućom smolom)

Izuzetno fleksibilan za razne primjene

izvrsna svojstva zamora

Prikladno za različite materijale

električna i toplinska vodljivost

Ima nizak koeficijent toplinske ekspanzije

Koji su nedostaci karbonskih vlakana?

Unatoč brojnim prednostima, karbonska vlakna su još uvijek relativno nov kompozitni materijal, ali ima i neke nedostatke:

Skupo u usporedbi s drugim kompozitnim materijalima

Proizvodnja je radno intenzivnija

Trenutno se ne mogu reciklirati, ugljična vlakna se često koriste umjesto čelika ili aluminija, a oba su materijali koji se mogu reciklirati

Puknut će/razbiti se kad se premaši njegov kapacitet

Ako je oštećen, mora se zamijeniti, a ne popravljati kao metalne konstrukcije