Koltrefjar eru ólífrænt fjölliða trefjaefni með kolefnisinnihald yfir 90%, með miklum styrk og háum stuðli. Hér er ítarleg kynning um það:
Grunneiginleikar
- Léttur og mikill styrkur: Þéttleikinn er aðeins 1/4 af stáli og 3/5 af áli, en styrkur hans er 7-9 sinnum meiri en stál og 4 sinnum meiri en ál. Sérstakur styrkur og stuðull eru meðal þeirra bestu í verkfræðilegum efnum.
- Háhitaþol: Það þolir hitastig upp á 2000 gráður í óvirku umhverfi, miklu hærra en stál (sem bráðnar við 1500 gráður) og gler (sem mýkist við 600 gráður).
- Tæringarþol: Það hefur góða viðnám gegn sýrum, basum og lífrænum leysum og er ekki viðkvæmt fyrir öldrun eða sliti.
- Anisotropy: Styrkur og stuðull er mjög hár meðfram stefnu trefjaássins, en geislamyndastyrkurinn er tiltölulega veik. Forðast skal geislamyndakraft.
Uppbygging og samsetning
Það er myndað með því að stafla blöðum-eins og grafít örkristalla meðfram trefjaásnum og mynda örkristallaða grafítbyggingu. Kolefnisatóm eru nátengd með samgildum tengjum, með mikla bindiorku, sem gefur henni mikinn styrk og stöðugleika.
Flokkun og umsókn
- Eftir fjölda þráða: það er skipt í litla þráða (innan 24k) og stóra þráða (yfir 48k). Litlu þræðir hafa betri afköst og eru notuð í geimferðum; stóru þræðirnar hafa lægri kostnað og eru mikið notaðar á sviðum eins og bifreiðum og íþróttavörum.
- Með notkun: það er hægt að flokka það í geimferðastig (mikill styrkur og hár stuðull) og iðnaðarflokkur (almenn gerð). Hið fyrra er notað í landvarna- og hernaðariðnaði, en hið síðara er notað í borgaralegum iðnaði.
- Dæmigert forrit: Geimferð (eins og flugvélarskrokkur, eldflaugaíhlutir), bílaframleiðsla (léttvæging á yfirbyggingum bíla), íþróttabúnaður (reiðhjól, spaðar), ný orka (vindorkuframleiðslublöð) o.s.frv.
Undirbúningsferli
Með því að nota pólýakrýlonítríl (PAN) trefjar sem hráefni, er það unnið með for-oxun, kolsýringu og grafítgerð við háan-hita. Ferlið er flókið og krefst strangrar stjórnunar á hitastigi og andrúmslofti til að tryggja frammistöðu trefjanna.
Kostir og takmarkanir
- Kostir: Léttur, hár styrkur, hár hiti viðnám, tæringarþol. Það er tilvalið efni til að ná „þyngdarminnkun án þess að fórna gæðum“ í flutningabifreiðum.
- Takmarkanir: Hár framleiðslukostnaður, brothættur þegar hann er notaður beint, krefst venjulega samsetningar með kvoða, málma osfrv. til að nota sem samsett efni.
Koltrefjar eru þekktar sem "konungur nýrra efna" og "svart gull". Það hefur óbætanlega stöðu á háa-framleiðslusviðinu. Í framtíðinni, með tækniframförum og lækkun kostnaðar, mun notkunarsvið þess stækka enn frekar.
