Sut Mae Ffibr Carbon yn cael ei Wneud?

Fe'i gelwir hefyd yn ffibr graffit neu graffit carbon, mae ffibr carbon wedi'i wneud o linynnau tenau iawn o'r elfen carbon. Mae gan ffibrau carbon gryfder tynnol uchel ac maent yn gryf iawn am eu maint. Mae hefyd yn ddeunydd ysgafn iawn.

 

Mae pob ffibr yn {{0}} micron mewn diamedr. Er mwyn rhoi syniad o ba mor fach yw hynny, mae un micron yn 0.0001 milimetr. Mae un llinyn o sidan gwe pry cop rhwng 3 ac 8 micron.

 

Nodweddion a chymhwysiad

Mae ffibrau carbon ddwywaith mor stiff a phum gwaith mor gryf â dur. Nodwedd arall yw eu bod yn gwrthsefyll cemegol iawn ac mae ganddynt oddefgarwch tymheredd uchel gydag ehangiad thermol isel.

 

Mae ffibrau carbon yn ddeunyddiau peirianneg pwysig o ran adeiladu awyrennau, cerbydau perfformiad uchel, offer chwaraeon ac offerynnau cerdd, ymhlith llawer o bethau eraill.

 

Sut mae ffibr carbon yn cael ei wneud

Gwneir ffibr carbon o bolymerau organig. Mae'r polymerau hyn yn cynnwys llinynnau hir o foleciwlau sy'n cael eu dal at ei gilydd gan atomau carbon. Mae tua 90 y cant o ffibrau carbon yn cael eu gwneud o broses polyacrylonitrile (PAN). Gwneir y 10 y cant sy'n weddill o broses cae rayon neu petrolewm.

 

Mae nwyon, hylifau a deunyddiau eraill a ddefnyddir yn y broses weithgynhyrchu yn creu rhai effeithiau, rhinweddau a graddau o ffibr carbon. Defnyddir y ffibr carbon gradd uchaf gyda'r priodweddau modwlws gorau mewn cymwysiadau heriol, megis y diwydiant awyrofod.

 

Mae gweithgynhyrchwyr ffibr carbon yn wahanol i'w gilydd o ran y cyfuniadau o ddeunyddiau crai y maent yn eu defnyddio. Maent fel arfer yn trin eu fformwleiddiadau penodol fel cyfrinachau masnach.

 

Proses gweithgynhyrchu

Yn y broses weithgynhyrchu mae'r deunyddiau crai, a elwir yn rhagflaenwyr, yn cael eu tynnu i mewn i linynnau hir o ffibrau. Yna caiff y ffibrau eu gwehyddu i ffabrig. Gellir eu cyfuno hefyd â deunyddiau eraill sy'n cael eu clwyfo ffilament neu eu mowldio i siapiau a meintiau dymunol.

 

Mae'r broses weithgynhyrchu yn mynd fel a ganlyn:

 

Troelli. PAN wedi'i gymysgu â chynhwysion eraill a'i droelli'n ffibrau, sy'n cael eu golchi a'u hymestyn.

Sefydlogi. Newid cemegol i sefydlogi bondio.

Carboneiddio. Ffibrau sefydlog wedi'u gwresogi i dymheredd uchel iawn i ffurfio crisialau carbon wedi'u bondio'n dynn.

Trin yr wyneb. Mae wyneb ffibrau'n cael ei ocsidio i wella priodweddau bondio.

Maintioli. Mae ffibrau'n cael eu gorchuddio a'u dirwyn ar bobinau. Yna caiff y rhain eu llwytho ar beiriannau nyddu sy'n troi'r ffibrau yn edafedd o wahanol faint.

 

Yn lle cael eu gwehyddu i ffabrigau, gellir ffurfio ffibrau yn gyfansoddion. I ffurfio deunyddiau cyfansawdd, gellir defnyddio gwres, gwasgedd, neu wactod i glymu ffibrau ynghyd â pholymer plastig.

 

Pethau i'w cymryd i ystyriaeth

Mae nifer o heriau i weithgynhyrchu ffibrau carbon, gan gynnwys:

 

Yr angen am adferiad a thrwsio mwy cost-effeithiol.

Rhaid rheoli'r broses trin wyneb yn ofalus er mwyn osgoi creu pyllau a allai arwain at ffibrau diffygiol.

Mae angen rheolaeth agos i sicrhau ansawdd cyson.

Arcing a siorts mewn offer trydanol oherwydd electro-dargludedd cryf ffibrau carbon.

Materion iechyd a diogelwch, gan gynnwys llid y croen a phroblemau anadlu.