Beth yw'r gwahaniaeth rhwng ffibr carbon a Kevlar?

Beth yw ffibr carbon?

Mae ffibrau carbon yn edafedd hir, tenau wedi'u gwneud yn bennaf o atomau carbon wedi'u rhwymo gyda'i gilydd mewn crisialau microsgopig.

Mae'r crisialau wedi'u halinio, sy'n eu gwneud yn gryf iawn. Yna cânt eu troelli gyda'i gilydd, yn debyg iawn i'r broses gynhyrchu cotwm, i wneud edafedd. Yna caiff yr edafedd eu gwehyddu gyda'i gilydd i wneud brethyn ffibr carbon. Mae yna wahanol fathau o wehyddu ar gyfer ffibr carbon:

Gwehyddu Plaen: A elwir hefyd yn Two-Way Standard Top / Down yn hawdd iawn i'w drin oherwydd y gwehyddu tynn.

Twill: Patrwm croeslin o or-drosodd ac o dan Dyma'r patrwm ffibr carbon mwyaf adnabyddus ac mae'n cynnig ffurf fwy rhydd na chynlluniau arferol, gan ei gwneud yn fwy addas ar gyfer siapiau mwy cymhleth.

Satin: Mae gan Satin lun tebyg i frics sy'n dod o rifau sy'n fwy na (fel arfer pedwar neu wyth) i lai nag un. Nid y patrwm hwn yw'r hawsaf i weithio ag ef, ond mae'n gweithio orau gyda chromliniau cymhleth.

Uncyfeiriad: Fel y mae'r enw'n awgrymu, mae pob edafedd yn un cyfeiriad. Nid oes unrhyw wehyddu, fel arfer defnyddir edau i'w ddal gyda'i gilydd, ond nid yw hyn yn newid strwythur y ffibr carbon. Gorau ar gyfer mowldiau sydd dan straen mewn un echel yn unig

Sut mae ffibr carbon yn cael ei wneud?

Mae gan bob gwneuthurwr ffibr carbon ei ddull ei hun o wneud y deunydd i roi cryfder neu nodweddion gwerthu esthetig iddo. Yn nodweddiadol, fodd bynnag, daw'r holl ffibrau carbon o bolymerau organig, sef cadwyni moleciwlaidd o atomau carbon sy'n cael eu dal gyda'i gilydd.

Mae'r broses weithgynhyrchu PAN (polyacrylonitrile) yn cyfrif am tua 90 y cant o'r holl weithgynhyrchu ffibr carbon ac mae wedi'i rannu'n bum cam:

Mae polyacrylonitrile yn cael ei gymysgu ag eitemau eraill a'i nyddu'n ffibrau, sydd wedyn yn cael eu hymestyn a'u glanhau.

yna ychwanegir cemegau i sefydlogi

Gan ychwanegu gwres, mae tymereddau uchel yn helpu i ffurfio crisialau carbon wedi'u rhwymo'n dynn.

Mae ffibrau'n cael eu ocsidio i wella priodweddau bondio.

Yn olaf, mae'r llinynnau'n cael eu gorchuddio a'u dirwyn i mewn i edafedd o wahanol feintiau. Cyn i ffibr carbon ddod yn gyfansawdd, ychwanegir polymer, ac mae'r edafedd a'r polymer yn cael eu bondio gyda'i gilydd gan wres, pwysedd neu wactod i ffurfio'r cyfansawdd.

Fel gydag unrhyw broses weithgynhyrchu, bydd y deunyddiau a ddefnyddir yn creu rhinweddau ac effeithiau penodol mewn ffibr carbon, gan ganiatáu ar gyfer gwahaniaethau graddio a chymhwyso.

Beth yw manteision ffibr carbon?

Mae ffibr carbon yn adnabyddus am ei bwysau ysgafn a'i gryfder uchel, gan ei wneud yn ddeunydd cyfansawdd datblygedig delfrydol yn y diwydiannau morol, modurol ac awyrofod. Mae buddion allweddol yn cynnwys:

Cymhareb cryfder i bwysau ardderchog

ymwrthedd gwres uchel

Gwrthiant cemegol/cyrydiad uchel (pan gaiff ei ddefnyddio gyda'r resin cywir)

Hynod hyblyg ar gyfer amrywiaeth eang o gymwysiadau

eiddo blinder rhagorol

Yn addas ar gyfer amrywiaeth o ddeunyddiau gwahanol

dargludedd trydanol a thermol

Mae ganddo gyfernod isel o ehangu thermol

Beth yw anfanteision ffibr carbon?

Er gwaethaf ei fanteision niferus, mae ffibr carbon yn dal i fod yn ddeunydd cyfansawdd cymharol newydd, ond mae ganddo rai anfanteision hefyd:

Yn ddrud o'i gymharu â deunyddiau cyfansawdd eraill

Mae gweithgynhyrchu yn fwy llafurddwys

Ar hyn o bryd na ellir ei ailgylchu, defnyddir ffibr carbon yn aml yn lle dur neu alwminiwm, y ddau ohonynt yn ddeunyddiau ailgylchadwy

Bydd yn cracio/chwalu pan eir y tu hwnt i'w gapasiti

Os caiff ei ddifrodi, rhaid ei ddisodli, nid ei atgyweirio fel strwythurau metel