2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21
Les indústries i la construcció avançades han dominat recentment moltes tecnologies fonamentalment noves, la majoria de les quals estan associades a materials innovadors. Un usuari normal podria notar la manifestació d'aquest procés en l'exemple de materials de construcció amb la inclusió de compostos. També a la indústria de l'automoció s'estan introduint elements de carboni que augmenten el rendiment dels cotxes esportius. I aquestes no són totes les àrees en què s'utilitza la fibra de carboni. La base d'aquest component són les fibres de carboni, una foto de les quals es presenta a continuació. De fet, la singularitat i la distribució activa dels compostos de nova generació rau en les qualitats tècniques i físiques insuperables.
Tecnologia de producció
Per a la producció de material, les matèries primeres s'utilitzen en forma de fibres naturals o químiques d'origen orgànic. A més, com a resultat d'un processament especial, només queden àtoms de carboni de la peça original. La principal força que influeix és la temperatura. El procés tecnològic implica la implementació de diverses etapes de tractament tèrmic. En la primera etapa, l'estructura primària s'oxida en condicions de temperatura de fins a 250 °C. A la següentEn l'etapa, la producció de fibres de carboni passa al procediment de carbonització, com a resultat del qual el material s'escalfa en un ambient de nitrogen a altes temperatures fins a 1500 °C. Així, es forma una estructura semblant al grafit. Tot el procés de fabricació es completa amb un tractament final en forma de grafitització a 3000 °C. En aquesta etapa, el contingut de carboni pur a les fibres arriba al 99%.
On s'utilitza la fibra de carboni?
Si els primers anys de popularització el material s'utilitzava exclusivament en àrees altament especialitzades, avui hi ha una expansió de la producció en la qual s'utilitza aquesta fibra química. El material és força plàstic i heterogeni quant a les possibilitats d'explotació. Amb una alta probabilitat, l'abast d'aquestes fibres s'ampliarà, però avui s'han configurat els tipus bàsics de presentació de materials al mercat. En particular, podem destacar la indústria de la construcció, la medicina, la fabricació d'enginyeria elèctrica, electrodomèstics, etc. Pel que fa a les àrees especialitzades, l'ús de fibres de carboni encara és rellevant per als fabricants d'equips per a avions, elèctrodes mèdics i materials absorbents de radar.
Formes de producció
En primer lloc, es tracta de productes tèxtils resistents a la calor, entre els quals podem distingir teixits, fils, teixits de punt, feltre, etc. Una direcció més tecnològica és la fabricació de composites. Potser aquest és el segment més ampli en què es representa la fibra de carboni com a base per als productes per a la producció en sèrie.producció. En particular, es tracta de coixinets, unitats resistents a la calor, peces i elements diversos que operen en ambients agressius. La majoria dels compostos se centren en el mercat de l'automòbil, però, la indústria de la construcció també està força disposada a considerar noves propostes dels fabricants d'aquesta fibra química.
Propietats del material
Les especificitats de la tecnologia per a l'obtenció del material van deixar la seva empremta en el rendiment de les fibres. Com a resultat, l' alta estabilitat tèrmica s'ha convertit en la principal característica distintiva de l'estructura d'aquests productes. A més dels efectes tèrmics, el material també és resistent als ambients químics agressius. És cert que si l'oxigen està present durant el procés d'oxidació quan s'escalfa, això té un efecte perjudicial sobre les fibres. Però la resistència mecànica de la fibra de carboni pot competir amb molts materials tradicionals que es consideren durs i resistents als danys. Aquesta qualitat és especialment pronunciada en els productes de carboni. Una altra propietat que es demanda entre els tecnòlegs de diversos productes és la capacitat d'absorció. A causa de la superfície activa, aquesta fibra es pot considerar un sistema catalític eficient.
Productors
Els líders del segment són empreses nord-americanes, japoneses i alemanyes. Les tecnologies russes en aquesta àrea pràcticament no s'han desenvolupat en els últims anys i encara es basen en els desenvolupaments de l'era soviètica. Fins ara, la meitatLes fibres produïdes al món les representen les empreses japoneses Mitsubishi, Kureha, Teijin, entre d' altres, l' altra part es reparteix entre els alemanys i els americans. Per exemple, la part dels EUA és Cytec, i a Alemanya la fibra de carboni la produeix SGL. No fa molt, l'empresa taiwanesa Formosa Plastics va entrar a la llista de líders en aquest àmbit. Pel que fa a la producció nacional, només dues empreses es dediquen al desenvolupament de compostos: Argon i Khimvolokno. Al mateix temps, els empresaris bielorussos i ucraïnesos han aconseguit èxits importants en els últims anys, dominant nous nínxols per a l'ús comercial de la fibra de carboni.
El futur de les fibres de carboni
Com que alguns tipus de CFRP aviat permetran la producció de productes que puguin mantenir la seva estructura original durant milions d'anys, molts experts prediuen una sobreproducció d'aquests productes. Malgrat això, les empreses interessades continuen competint amb les actualitzacions tecnològiques. I això està molt justificat, ja que les propietats de les fibres de carboni són un ordre de magnitud superiors a les dels materials tradicionals. N'hi ha prou amb recordar la força i la resistència a la calor. A partir d'aquests avantatges, els desenvolupadors estan explorant noves àrees de desenvolupament. La introducció del material, molt probablement, cobrirà no només àrees especialitzades, sinó també àrees properes al consumidor massiu. Per exemple, els elements habituals de plàstic, alumini i fusta es poden substituir per fibra de carboni, que superarà els materials convencionals en una sèrie de qualitats de rendiment.
Conclusió
Molts factors impedeixen l'adopció generalitzada de la fibra artificial innovadora. Un dels més significatius és el cost elevat. Com que la fibra de carboni requereix l'ús d'equips d' alta tecnologia per a la fabricació, no totes les empreses es poden permetre el luxe d'obtenir-la. Però això no és el més important. El fet és que no tots els fabricants estan interessats en canvis tan radicals en la qualitat del producte. Així, mentre augmenta la durabilitat d'un element de la infraestructura, el fabricant no sempre pot realitzar una actualització similar als components adjacents. El resultat és un desequilibri que anul·la tots els assoliments de les noves tecnologies.
Recomanat:
Densitat de l'acer en kg/m3. Acers al carboni i aliatges
L'acer és el material metàl·lic més comú a la indústria, a partir del qual es fabriquen estructures i eines amb les propietats desitjades. Depenent de la finalitat d'aquest material, moltes de les seves propietats físiques, inclosa la densitat, canvien. En aquest article, considerarem quina és la densitat de l'acer en kg / m3
Acer baix en carboni: composició i propietats
L'acer baix en carboni és omnipresent. La seva popularitat es basa en propietats físiques, químiques i de baix cost. Aquest aliatge s'utilitza àmpliament en la indústria i la construcció. Mirem més de prop aquest tipus d'acer
Què és el drap de carboni? L'aplicació del teixit de carboni en diversos camps d'activitat
Què és el drap de carboni? Aquest és un material que consta de fibres extremadament lleugeres i fortes d'un polímer reforçat. En el seu nucli, aquest polímer és una llarga cadena de molècules unides per àtoms de carboni. Normalment, el polímer utilitzat per fer teixit de carboni és el noranta per cent de carboni barrejat amb un deu per cent d'additius diversos
Fibra d'acetat. Producció de fibra d'acetat
En tot moment, la indústria tèxtil ha estat un dels sectors més importants de l'economia nacional al nostre país, ja que va aportar a l'Estat una gran quantitat de teixits molt necessaris, que es requerien constantment no només per als producció de roba, però fins i tot utilitzat en la producció d'armes
Com creix el cotó? Descripció, propietats i ús de la fibra
El cultiu del cotó té una llarga història. És un dels millors materials orgànics de tots els temps de la història de la humanitat, utilitzat en diverses indústries. El principal consumidor de fibra és la indústria tèxtil, que no es pot imaginar sense el cotó
