Углепластик

Достоинства и недостатки материала

Спиннинг, изготовленный из карбона, обладает всеми показателями качества данного материала.

Преимуществами карбоновых удилищ являются:

• легкость;
• повышенная чувствительность;
• высокая эффективность.

Рыболов, который применяет карбоновый спиннинг, чувствует даже небольшое движение приманки и может определить осторожную поклевку. Спиннинг отличается высокой упругостью и сбалансированностью, что позволяет осуществлять дальний заброс лески и выдерживать сопротивление крупной рыбы.

Недостатками карбоновых удочек являются:

• хрупкость;
• высокая стоимость;
• необходимость использования кофров для перевозки спиннинга.

Часто рыбаку приходится сравнивать стекловолокно, стеклопластик, фибергласс — что лучше для спиннинга. Опытные рыболовы выбирают из материалов наилучший — композит из углеродных нитей, карбон.

Таким образом, можно сделать вывод, что при должном уходе углепластиковые удочки являются удобными, надежными и долговечными. В конце рыбалки надо очищать удилища от загрязнений, что продлит срок их эксплуатации.

Наиболее популярны карбоновые спиннинги штекерного вида. Они лучше телескопических по всем характеристикам. Поскольку телескопические карбоновые удочки состоят из нескольких колен, каждое звено увеличивает вес и уменьшает чувствительность снасти.

Единственным достоинством телескопической удочки является ее компактность в сложенном виде, что удобно при перевозке. Тем не менее телескопическое удилище из карбона намного легче и чувствительнее телескопических удочек, изготовленных из прочих материалов.

Правила выбора углеполотна

Выбор текстиля определяется назначением, способом планируемого использования карбона и  выбранным способом получения углепластика. Его основными характеристиками являются:

1. Плотность, масса на единицу площади г/м.кв,
2. Линейная плотность, количество нитей на 1 см2 в каждом направлении,
3. Число К, количество тысяч элементарных нитей углерода (цепочек) в одной нити. Наиболее распространено волокно с К3. Обычно К=6-12-24-48.

Для автотюнинга чаще всего используются полотна плотностью 150-600 г/м.куб с толщиной волокон 1-12К. А для велосипедных рам К3.

Большинство деталей и аксессуаров из углеродного волокна изготавливаются с использованием плетений “полотно” и “елочка”. Другие типы плетения предназначены для особых запросов и назначений.

Стоит сказать еще об однонаправленном виде плетения – это когда волокна вытянуты в одном направлении (Unidirectional Carbon Weave) Этот вид переплетения скрепляется только случайными нитями из углерода или полиэстера, проходящими через волокна под углом 90 градусов. Этот вид углеродного волокна лучше всего использовать там, где силы прилагаются в одном направлении и требуется анизотропия свойств, например, в стрельбе из лука и стрелы.

Обратите внимание при выборе необходимых вам параметров на единицы измерения на китайских сайтах – это не метрическая система!

Ручное ламинирование

Самый простой и самый старый метод в процессе штамповки. Технологический процесс называется ручным ламинированием. Поскольку должны быть соблюдены только минимальные технические требования, эта технология подходит для небольших серий и очень простых компонентов. Но как эта техника работает сейчас? При ручном ламинировании каждое волокно вручную пропитывается смолой с помощью кисти или валика. Затем следует модификация, а именно — шлифовка, покраска прозрачным лаком или аналогичные дополнительные шаги. 

С другой стороны, эту технику трудно превзойти по возможности создания  сверхлегких деталей.

Преимущества углеродного волокна

Можно с уверенностью сказать, что не совсем дорогие композиты из углеродных волокон, будут способны внести большой вклад для различных видов технологий, в том числе для технологий, который только начинают развиваться и также не стоит забывать особое значение этого волокна в человеческой жизни.  При изготовлении автомобилей, автобусов, поездов, самолетов, кораблей и т.д, начинают появляться панели и конструкции с довольно легким весом, что постепенно может привести к экономии и всемирному уменьшению употребления энергии. Недорогое углеродного волокна является национальной целью, к реализации ряда технологических прорывов производства.

Что собой представляют карбоновые спиннинги

Карбоновые спиннинги изготовлены из композитного материала, который состоит из углеродных нитей, находящихся в оболочке из смол. Эти нити обладают высокой прочностью. Для изготовления удилища из карбона применяют ткань из углеродных нитей, находящихся под некоторым углом друг к другу. Эта ткань обладает высокой жесткостью и легкостью.

Параметры спиннингов из углепластика различаются в зависимости от модульности графита и особенностей изготовления. В состав материала производители добавляют смолы, от качества которых зависит чувствительность, строй удилищ. Так, удочки с быстрым строем содержат меньшее количество смол, а спиннинги с медленным строем — большее их число.

Что это такое и как оно сделано?

Производство углеродного волокна — сложный и технический процесс. В основном, это синтетический материал, который создается из предшествующего полиакрилонитрильного материала — в 90% случаев. Специальные машины вытягивают материал-прекурсор в длинные нити. Эти нити затем герметизируются от кислорода и помещаются под сильный нагрев. Тепло очищает материал от неуглеродных атомов за счет процесса, называемого окислением, затягивая связь между оставшимися элементами углерода.

Как только материал полностью проходит процесс окисления, он приобретает узнаваемый черный цвет. В результате получаются тонкие, черные, похожие на волосы волокна. Затем углеродные волокна сплетаются в нить, а затем в особые текстильные листы.

Чтобы стать пригодным для использования в качестве сплошного обрабатываемого материала, листы тканого волокна пропитываются смолой под воздействием высоких температур и давления. Затем волокна укладывают на пресс-форму и покрывают смолой под воздействием тепла и давления.

Углеродное волокно идеально подходит для создания рукояток ножей по нескольким причинам. Несмотря на свой чрезвычайно малый вес, оно очень прочное и устойчивое к механическим нагрузкам в определенных направлениях. Как одно из самых твердых искусственных веществ, углеродное волокно является жестким материалом для изготовления высококачественных рукояток для ножей.

Рукоятка ножа из углеродного волокна выдерживает большое давление, не ломаясь и не сгибаясь. И здесь появляется еще одно большое преимущество — общий баланс ножа. Материал настолько легкий, что при использовании ножа вы будете постоянно чувствовать смещение центра тяжести в сторону клинка.

Кроме того, многие предпочитают ручки из углеродного волокна из-за их художественных качеств. Волокна отражают свет, придавая каждому ножу особый, высокохудожественный вид. Производители используют углеродное волокно в широком спектре отраслей промышленности, включая аэрокосмическую, компьютерную, медицинскую, велосипедные рамы, экстремальные часы, а также автомобильную промышленность высокого класса. Везде, где вам нужен чрезвычайно прочный материал с низким удельным весом, вы, скорее всего, найдете углеродное волокно.

С точки зрения прочности, углеродное волокно является одним из самых прочных материалов, используемых сегодня для изготовления рукояток ножей. С точки зрения долговечности, оно несомненно прослужит в течение всего срока жизни вашего ножа даже при интенсивном использовании.

Несмотря на то, что материал очень универсален и привлекателен, обрабытвать его гораздо сложнее, чем G10 или микарту. Плюс, он имеет высокую изначальную стоимость, которая обусловлена трудоемким процессом производства углеродного волокна.

Углепластик

Рабочая температура углепластиков определяется их связующей. Наиболее высокие рабочие температуры имеют стеклопластики на полиимидной основе.
 

Анизотропия свойств углепластиков выражена еще более резко, чем у стеклопластиков.
 

Небольшой слой углепластика также создает достаточный экранирующий эффект. Поэтому в целях экономии дорогостоящего углеродного волокна применяют многослойные материалы, сочетающие слои стекло — и углепластиков, а также композиции на основе смешанных наполнителей. Несмотря на высокую стоимость, углеродные волокна являются перспективным видом наполнителей для электропроводящих пластмасс.
 

Изделия из углепластиков получают такими методами, как намотка и прессование.
 

Отличительной чертой углепластиков является также их высокая статическая и динамическая выносливость, достаточно высокая тепло -, водостойкость и химическая стойкость. По сравнению, например, со стеклопластиками они-обладают повышенной в полтора-два раза теплопроводностью.
 

Области применения углепластиков постоянно расширяются , чему способствует использование, так называемых, комбинированных материалов. Они составляют особый класс конструкций, объединяющих углепластики с другими материалами, например стеклопластиками, алюминием, деревом и пр.
 

Ценное свойство углепластиков — их высокая демпфирующая способность и вибропрочность. По этим показателям углепластики превосходят металлы и некоторые другие конструкционные материалы. Регулировать демпфирующую способность можно, изменяя угол между направлениями армирования и приложения нагрузки.
 

Химическая стойкость углепластиков позволяет применять их в производстве кислотостойких насосов, уплотнений. Углеродные волокна имеют низкий коэффициент трения. Это дает возможность использовать их в качестве наполнителя для различных связующих, из которых делают подшипники, прокладки, втулки, шестерни.
 

При нагревании углепластика с внутренним напряжением и неравновесной деформацией различного рода связи, удерживающие структурные образования композиции в напряженном состоянии, ослабевают или разрушаются.
 

Общим для углепластиков является высокое содержание порошковых углеродных наполнителей, а также смолы горячего отверждения в качестве связующего. В материалах АМС-1 и АМС-3 связующим является эпоксикремний — органическая смола, а в материале АФ-ЗТ — резольная фенолформальдегид-ная смола. Высокую износостойкость углепластикам придает порошок нефтяного кокса, являющийся основным наполнителем. Он создает неупорядоченную структурную решетку, более износостойкую, чем у искусственных графитов. На рис. 18 показаны скорости изнашивания и коэффициенты трения углепластиков и графита АГ-1500-СО5, полученные автором на машине трения МИ-1М. Все углепластики имеют более высокие антифрикционные свойства, чем графит АГ-1500-СО5, широко используемый для подшипников сухого трения. В табл. 16 приведены антифрикционные свойства материалов, полученные при испытаниях на машине МИ-1М при трении по стали 95X18, давления 20 кгс / см2, скорости скольжения 1 м / с со смазыванием водой. В качестве смазки могуг применяться также бензин, керосин, масло, спирт, морская вода и другие жидкости, в которых углепластики химически стойки. Допускаемое давление со смазыванием водой составляет 40 кгс / см2, скорость скольжения 10 м / с. При трении без смазки допускаемые давления 10 — 20 кгс / см2, скорость скольжения 1 5 — 3 м / с, температура в зоне трения 170 — 180 С.
 

Выбираем карбоновое удилище

Карбоновый спиннинг нужно выбирать по таким характеристикам:

1. Вес. Различают изделия ультралегкие — весом до 7 г, легкого класса — весом 7−15 г, средние — весом 15−40 г, тяжелые — более 40 г.
2. Строй. Спиннинги могут быть: быстрого строя, когда изгибается только конец бланка; медленного строя, когда изгибается весь бланк, начиная от ручки.
3. Длина. Удилища м.б. размером от 180 до 360 см.
4. Тест, который является условным весом приманки и составляет от 1 до 20 г.

Поплавочное

Карбоновые поплавочные спиннинги бывают:

• с глухой оснасткой;
• маховые;
• матчевые;
• английские удилища;
• штекерные.

Удилищем с глухой оснасткой можно ловить рыбу в сложных условиях, например в заросшем пруду. Здесь нельзя применять изделие с катушкой, т.к. леска будет цепляться за траву. Длина такой снасти должна быть меньше нависающих над прудом ветвей, строй должен соответствовать размеру трофея.

Маховое удилище также не оснащается катушкой. Эта снасть обладает мягким строем. Таким спиннингом пользуются на открытых участках реки. Снасть позволяет с легкостью забрасывать приманку в одно и то же место. Английская удочка оснащается катушкой и применяется для проводной ловли на течении. Конструкция не должна быть слишком гибкой.

Достоинства карбоновых рам

  Карбон имеет очень высокую прочность, превосходя в этом некоторые высокопрочные стали. И в тоже время – очень малый вес, в 2-3 раза меньший, чем у титана. По комплексному параметру «прочность-легкость» углепластик – один из лучших, если вообще не самый лучший материал. Именно эти качества обеспечили его использование при изготовлении не только велосипедов, но и многих других бытовых и промышленных изделий высшего качества и даже в авиастроении.

  Велосипедные рамы из карбона получаются прочными и очень легкими. Вдобавок к этому углепластик хорошо гасит вибрацию и не поддается коррозии. По сравнению с титаном, он обеспечивает большую жесткость рамы, облегчая езду по пересеченной местности и в гору. Усовершенствованная технология производства карбоновых деталей позволяет изготавливать не только рамы для велосипедов, но и другие элементы – выносы, рули, вилки, шатуны, подседельные штыри и даже звездочки.

Производство из материала 21-го века по технологиям 19-го

  Нужно сказать, что процесс изготовления карбоновой рамы мало похож на производство 21 века. Скорее он напоминает работу в мастерской дофордовских времен. Основная часть операций делается вручную. Это объясняет, конечно, дороговизну карбона, из-за которой невозможен массовый спрос. А без массового спроса нет экономического смысла разрабатывать и строить автоматические линии. Процесс изготовления велосипедных рам из углепластика требует много рабочих рук. Это наряду с дороговизной материала делает карбоновые рамы дорогим удовольствием.

  Итак, что представляет собой процесс изготовления велосипедной рамы из углепластика?

  Из всех компаний-производителей велосипедов лишь две (Giant и Time) в качестве исходного сырья использует карбоновые нити. Другие фирмы предпочитают закупать уже готовую углеволоконную ткань.

  Если рассматривать процесс изготовления рам на примере Giant и Time, то исходный материал для карбоновых велосипедных рам представляет собой катушку толстых ниток. Вернее сказать, несколько десятков катушек, которые надеты на бобины. Множество карбоновых нитей проходят через станок, превращаясь в листы, шириной в 3 фута, пропитанные смолой.

Производство карбоновых рам

Подробности

Просмотров: 10752

  Почему рамы и некоторые детали спортивных велосипедов экстра-класса делают из карбона? Ответ на этот вопрос заключается в особенностях этого материала.

  Карбон или углепластик – это материал из переплетенных между собой карбоновых нитей, скрепленных эпоксидными смолами. Карбоновые волокна – это тонкие трубочки диаметром 5-8 мк, почти полностью состоящие из углерода. Их получают особой термической обработкой искусственных или природных веществ.

Тёмная карбоновая нить на фоне человеческого волоса

  Поскольку карбоновые нити легко ломаются, но очень трудно рвутся, из них сплетают ткани, которые и являются основным материалом для изготовления карбоновых изделий. Нити в тканях располагаются слоями под углом друг другу, это обеспечивает одинаковую прочность материала во всех направлениях.

Плюсы и минусы телескопов

Карбоновое удилище имеет ряд преимуществ по сравнению с другими материалами изготовления бланков. Углеволокно обладает высокой прочностью при минимальном весе, а также обладает «звонкостью», которая так важна в спиннинговой ловле для распознавания осторожных поклевок. Однако не обходится и без недостатков. Карбон требует бережной транспортировки, так как боится ударов, также подобные удочки обычно дороже композитных или углепластиковых.

Остальные материалы имеют следующие отличия:

• Стеклопластик. Имеет максимальный запас прочности, а также устойчив к довольно небрежной транспортировке. Большинство бюджетных удилищ изготавливаются именно из стеклопластика, так как процесс производства в таком случае несколько проще, а сам материал дешевле. Однако сравнительно большой вес готового изделия, а также невысокая чувствительность являются существенными недостатками.
• Композит. Материал является сочетанием карбона, стеклопластика и связующих смол в разных пропорциях. Сочетает в себе как преимущества, так и недостатки карбона и стеклопластика – готовые изделия дешевле и несколько прочнее чем из углеволокна, чуть выше и чувствительность, чем в чисто стеклопластиковых бланках.

Виды волокон карбона. Полотно

Волокна могут быть короткими, резаными, их называют «штапелированными», а могут быть непрерывные нити на бобинах. Это могут быть жгуты, пряжа, ровинг, которые затем используются для изготовления тканого и нетканого полотна и лент. Иногда волокна укладываются в полимерную матрицу без переплетения (UD).

Так как волокна отлично работают на растяжение, но плохо на изгиб и сжатие, то идеальным вариантом использования углеволокна является применение его в виде полотна Carbon Fabric. Оно получается различными видами плетения: елочкой, рогожкой и пр., имеющими международные названия Plain, Twill, Satin. Иногда волокна просто перехвачены поперек крупными стежками до заливки смолой. Правильный выбор полотна по техническим характеристикам волокна и виду плетения очень важен для получения качественного карбона.

В качестве несущей основы чаще всего используются эпоксидные смолы, в которых полотно укладывается послойно, со сменой направления плетения, для равномерного распределения механических свойств ориентированных волокон. Чаще всего в 1 мм толщины листа содержится 3-4 слоя .

3.Связующие

В качестве матриц (связующих) при изготовлении судовых конструкций используются преимущественно эпоксидные н полиэфирные синтетические смолы .

Эпоксидные смолы используются двух типов: термопласты и реактопласты. Термопласты все еще находятся в стадии разработки из-за их высокой стоимости. Чаще всего используют смолы реактопласты, которыми пропитывают углеродистые волокна, а после подвергают нагреванию. Процесс, когда волокно и смолу соединяют в матрице, называют полимеризацией .

До момента отверждения связующее остается вязкотекучей жидкостью. В определенных условиях (при повышении температуры, добавлении иницирующих реакцию веществ и т. п.) молекулы этой жидкости взаимодействуют между собой, образуя большие пространственные молекулы, вследствие чего вся масса связующего необратимо отверждается — затвердевает.

Сравнительно новым классом термостойких высокомолекулярных соединений являются полиамидные смолы. Их главное отличие от полиэфирных и эпоксидных смол заключается в более высоких механических характеристиках и большей стойкости к окислению при высоких температурах (после отверждения). Однако применение полиамидных смол требует разработки специальной технологии нзготовлення ПКМ. Основные характеристики перечисленных смол приведены в табл. 1 .

Какого цвета карбон?

Карбон конечно черного цвета , поэтому что уголь, из которого он производится — изначально черный. Однако карбоновые поверхности можно окрашивать как в процессе производства, так и поверх готовой детали. Чаще всего карбон используют черного или белого цвета ( и оттенков серого) с сохранением оригинального рисунка плетения, чтобы показать, что деталь произведена из карбона.

Окрашивание углеродного компонента в цвет придает поверхности другой яркий вид. Существуют различные варианты получения цветного карбона. Когда окраска происходит в момент создания материала а не наносится поверх — то рисунок волокон сохраняется, что сигнализирует о том, что деталь карбоновая. Этот эффект особенно заметен на солнце.

Если красить поверх — то карбоновый рисунок пропадет. Конечно, если вам важны сами качества карбона а не внешний вид, то деталь можно красить, скрыв карбоновую структуру. Однако не стоит наносить бесцветный лак на карбоновые детали! Лак теряет цветостойкость и желтеет! В качестве альтернативы покраски также есть варианты с цветной смолой.

Отделка или герметизация карбоновых деталей

Конечно, это также имеет решающее значение для внешнего вида и качества прокладки карбоновых деталей, так называемого торца. Это защищает от вредных ультрафиолетовых лучей и других воздействий окружающей среды. Для герметизации вы можете выбрать один глянцевый лак или один из полуматовых лаков Clear.

Какая ткань из углеродного волокна самая прочная?

Для прямого сравнения возьмем тип холста 1 × 1 более естественный но не такой прочный, как материал корпуса 2 × 2 . Почему — это легко объяснить: если углеродные волокна натянуты, они снова попытаются выпрямиться. Однако благодаря особому расположению узора в формате полотняного переплетения волокна могут не просто натягиваться, но и прижиматься друг к другу. В результате ткань с трудом выдерживает сильное давление и разрыв. С плетением 2 × 2 корпуса достигается большая прочность на разрыв .

Кованый углерод:

Forged Carbon (кованый углерод) один из типов карбона, Lamborghini разработала композит из углеродного волокна, который впервые был использован в Lamborghini Sesto Elemento. В отличие от обычных материалов из углепластика, Forged Carbon основан не на длинных, а на укороченных и прессованных пластиковых волокнах. Структура Forged Carbon очень похожа на камуфляж . 

Феррари или льняной карбон:

Это карбон, который по структуре напоминает полотно — Canvas (полотняное переплетение 1 × 1), которое является ближайшей доступной углеродной тканой структурой. Пересечение систем нитей создает узор шахматной доски. Эта углеродная структура в основном используется в автомобилях Ferrari. 

Где используются карбоновые детали?

Углепластик, или карбон, — композиционный материал, углеродные нити в составе которого крепятся между собой с помощью полимерных смол. Карбон — очень легкий и в то же время прочный композит, при его использовании добиваются снижения массы спортивных болидов с сохранением безопасности пилотов. Впоследствии карбоновые детали стали очень популярны в тюнинге автомобилей: из него изготавливаются капот, спойлеры, крылья, бампера и другие элементы машин.

Разумеется, такой высокотехнологичный материал применяется в авиакосмической отрасли. Углепластиковые детали используются в гражданской, государственной и экспериментальной авиации. Применяются они и при строительстве различных летательных аппаратов. Композитные материалы, в частности карбон, зарекомендовали себя в малой авиации только с положительной стороны.

Отметим ряд преимуществ карбона, выделяющих его среди других материалов: 

• сниженный вес до 40 % — в сравнении со сталью и до 20 % — в сравнении с алюминием;
• коррозионная устойчивость;
• устойчивость к высоким температурам и нагрузкам;
• приятный и эстетичный внешний вид.

Однако не так давно использование углепластика / карбона в строительстве и ремонте бетонных конструкций показало превосходные результаты. В настоящее время встретить композиционные материалы можно практически в любой отрасли. Из явных недостатков углеволокна можно сразу отметить лишь его относительно высокую стоимость. Связано это в том числе с и тем, что производители карбона вынуждены покупать дорогостоящее оборудование, а также во многих случаях применять ручной труд.

Многочисленные преимущества карбона делают возможным его применение в различных отраслях промышленности:

• В авиации. Из углепластика создаются детали, которые значительно прочнее алюминиевых при снижении их веса до 10%.
• В строительстве. Карбон увеличивает прочность и несущую способность бетонных конструкций.
• В судостроении. Из карбона выполняют прочные и устойчивые к коррозии конструкции судов.
• При строительстве железнодорожного полотна.
• В ветроэнергетике и др.

Если вы захотели карбон на машину

Следует заметить, что при тюнинге автомобилей нередко применяют не оригинальный дорогостоящий материал, а используют имитацию карбона. Такая имитация может быть выполнена либо с помощью специальной карбоновой ПВХ-пленки, либо аквапечатью, либо нанесением аэрографии «под карбон». 

Однако тюнинг с использованием настоящих композитных материалов на сегодня не теряет популярности, так как, кроме преобразования внешнего вида автомобиля, он позволяет сохранить жесткость и прочность деталей. Иными словами, композиционные материалы, и карбон в том числе, вовсе не просто так всё интенсивнее входят в привычный мир окружающих нас вещей (с их использованием уже изготавливаются предметы интерьера, компьютерные составляющие, детали бытовых приборов и многое другое). И, конечно, применение углепластика в автоспорте является незаменимой частью. Гоночные болиды практически полностью строятся из карбона, арамида и других композитных материалов. На сегодняшний день спортивные автомобили и карбон неразлучны. 

Если вас также заинтересовал данный материал, для заказа изделий из карбона на машину вы можете связаться с представителями компании Carbon Composites. Вам обязательно ответят и проконсультируют по вопросам выбора и приобретения продукции.

Какие бывают виды карбона?

Настоящий карбон

Есть тип карбона, который также часто используется в промышленности и называется — настоящим карбоном. Однако эта маркировка означает только настоящее углеродное волокно и то, что для его производства не использовались имитационные волокна или пленки.

Из углеродного волокна

Как следует из названия этого сорта углерода, он называется углеродным волокном для того, чтобы пользователь мог сразу планировать куда его применить — в детали или другие назначенные области применения. Решающим фактором в случае углеродного волокна является первоклассный оптический слепок. Волокна пряжи на поверхности всегда должны выходить прямыми или параллельными.

Полный карбон

Другой тип карбона — это карбон Full Carbon. Он полностью сделан из углерода, т.е. на 100 процентов из углеродного волокна. Использование такого карбона приносит огромную экономию общего веса, но это отражается на цене.

Углеродная фольга

Углеродная фольга — недорогая замена другим видам карбона. Используя углеродную фольгу, вы можете получить дешевое углеродное волокно, напоминающее его по внешнему виду, ну и проявить творческий подход. Однако при ближайшем рассмотрении не хватает хорошо известной глубины, также известной как трехмерный узор. Это также не дает никакого преимущества в весе (а наоборот), так как фольга наносится непосредственно на элементы.

Печать с переливом воды

Еще одна не дорогая альтернатива полностью карбоновому покрытию — нанесенный углеродный узор Water Overflow Printing. Как пленки углерода, эта технология Kein дает преимущество веса. Ее популярность объясняется тем, что она представляет собой довольно универсальный и практичный материал для творчества, позволяющий лепить буквально что угодно. Еще один недостаток — это оптический слепок, потому что обычно рисунки, используемые при печати с переливом воды, хуже, чем, например, углеродная фольга.

CFR / CFRP

Две аббревиатуры CFR и CFRP означают «пластик, армированный углеродным волокном» (Carbon Fiber Reinforced Polymer). Cимвол «Р» аббревиатуры CFRP допускает также расшифровку «пластик» или «полимер».

Здесь необходимы два разных компонента / материала, чтобы сделать прочную, легкую и недорогую деталь из карбона. Компонент углепластика может быть очень прочным и дешевым в производстве препрега.

Технология производства

Получить углеродное волокно можно из самых разных типов полимеров. Режим обработки определяет две основные разновидности таких материалов — карбонизированный и графитизированный типы

Важное различие существует между волокном, получаемым из ПАН и из различных видов пека. Качественные волокна углерода, как высокопрочной, так и высокомодульной категории, могут иметь несходный уровень твердости и модуль упругости. Принято относить их к разным маркам

Волокна делают в формате нити либо жгута. Их образует от 1000 до 10000 непрерывных элементарных волокон. Ткани из этих волокон также можно выработать, как и жгуты (в этом случае число элементарных волокон еще больше). Исходным сырьем выступают волокна не только простых, но и жидкокристаллических пеков, а также полиакрилонитрила. Процесс получения подразумевает сначала выработку исходных волокон, а затем их прогревают в воздухе при 200 — 300 градусах.

В случае с ПАН такой процесс получил название предварительной обработки или повышения огневой стойкости

Пек после подобной процедуры получает такое важное свойство, как неплавкость. Частично волокна окисляются. Режим дальнейшего прогрева определяет, будут ли они относиться к карбонизированной или графитизированной группе. Окончание работы подразумевает придание поверхности необходимых свойств, после чего ее аппретируют либо шлихтуют

Окисление в воздушной атмосфере повышает огневую стойкость не только в результате окисления. Свой вклад вносят не только частичное дегидрирование, но и межмолекулярное сшивание и иные процессы. Дополнительно уменьшается подверженность материала плавлению и улетучивание углеродных атомов. Карбонизация (в высокотемпературной фазе) сопровождается газификацией и уходом всех посторонних атомов.

Последующая их карбонизация проводится в окружении азота при 1000 — 1500 градусах. Оптимальный уровень прогрева, по мнению ряда технологов, составляет 1200 — 1400 градусов. Высокомодульное волокно придется прогревать примерно до 2500 градусов. На предварительном этапе ПАН получает лестничную микроструктуру. За ее возникновение «отвечает» конденсация на внутри молекулярном уровне, сопровождающаяся возникновением полициклического ароматического вещества.

Чем больше возрастает температура, тем больше будет и структура циклического типа. После окончания термообработки по технологии размещение молекул либо ароматических фрагментов таково, что главные оси будут параллельны волоконной оси. Натяжение позволяет избежать падения степени ориентации. Особенности разложения ПАН при термообработке определяются концентрацией привитых мономеров. Каждый тип таких волокон определяет изначальные условия обработки.

Жидкокристаллический нефтяной пек требуется долгое время держать при температуре от 350 до 400 градусов. Такой режим приведет к конденсации полициклических молекул. Их масса повышается, и постепенно происходит слипание (с образованием сферолитов). Если нагрев не останавливается, сферолиты растут, молекулярная масса увеличивается, и итогом становится формирование неразрывной жидкокристаллической фазы. Кристаллы изредка растворимы в хинолине, но обычно как в нем, так и в пиридине они не растворяются (это зависит от нюансов технологии).

Волокна, полученные из жидкокристаллического пека с 55 — 65% жидких кристаллов, текут пластически. Прядение ведут при 350 — 400 градусах. Высокоориентированную структуру формируют первоначальным нагревом в воздушной атмосфере при 200 — 350 градусов и последующим выдерживанием в инертной среде. Волокна марки Thornel P-55 приходится прогревать до 2000 градусов, чем выше модуль упругости, тем выше должна быть температура.

Научные и инженерные работы в последнее время обращают все больше внимания на технологию с применением гидрирования. Первоначальная выработка волокон часто производится гидрированием смеси каменноугольного пека и нафталовой смолы. При этом должен присутствовать тетрагидрохинолин. Температура обработки составляет 380 — 500 градусов. Твердые примеси можно удалить за счет фильтрации и прогонки через центрифугу; после этого сгущают пеки при повышенной температуре. Для производства карбона приходится применять (в зависимости от технологии) довольно разнообразное оборудование:

• слои, распределяющие вакуум;
• насосы;
• герметизирующие жгуты;
• рабочие столы;
• ловушки;
• проводящие сетки;
• вакуумные пленки;
• препреги;
• автоклавы.

Похожие записи:

Компас деления. как ориентироваться по компасу? объяснение простыми словами Первая помощь при ударе молнией: пошаговые действия Инструктаж по технике безопасности в походе Растение в прибрежной зоне водоема Лечение перелома руки Клей «жидкая латка» для пвх: отзывы, инструкция. ремонт лодок пвх