Передові технології на сьогоднішній день регулярно вносять у наше життя безліч різних новинок, здатних значно спростити її або ж підвищити її якість. Особливо це стосується створення новітніх розробок хімічної промисловості, продукти якої знаходять своє застосування практично у кожній галузі людської діяльності. Одним з таких ноу-хау зараз є матеріал карбон. Про нього ми і поговоримо максимально детально в статті.
Визначення
Карбон – це по своїй суті вуглепластик, тобто композиційний, має іншого шарів матеріал. Простіше кажучи, вуглецеві волокна у вигляді полотна, оболонка якого, в свою чергу, виконана з термореактивних полімерних смол. Власне, карбон – це сьогодні майже всі композитні матеріали, несуча основа яких представлена у формі волокон вуглецю. Однак при цьому сполучними елементами можуть бути різні допоміжні складові.
Вартість
Карбон – це дуже дорогий кінцевий продукт, вартість якого визначена значною часткою ручної праці і складним в цілому технічним процесом. Щоб зрозуміти, наскільки доріг карбон, порівняємо його собівартість зі сталлю. Так, якщо один кілограм стали виробнику обійдеться приблизно в 1 долар, то таку ж вагу карбону в 20 раз дорожче. Знизити ж собівартість вуглепластика можна лише шляхом запровадження повної автоматизації процесу його створення.
Сфера застосування
Спочатку карбон – це матеріал, який створювався для космічних апаратів та автомобілебудування. Проте з часом завдяки своїм унікальним експлуатаційним показниками (малий питома вага, висока міцність) він знайшов застосування і в інших сферах, таких, як:
– Літакобудування.
– Виготовлення різноманітного спортивного інвентарю, вудок для рибної ловлі, шоломів.
– Виробництво медичної техніки та інше.
Особливі властивості
Вивчаючи, що таке карбон відзначимо його основні позитивні якості. Вироби з цього матеріалу можна сформувати практично в будь-якій конфігурації. А все тому, що вуглецеве полотно володіє дуже високою гнучкістю, що забезпечує, у свою чергу, оптимальний розкрій і різання. При цьому слід обов’язково просочити готовий продукт епоксидною смолою. Отримані таким чином вироби можна без проблем шліфувати, полірувати, фарбувати і навіть наносити на них флексодрук.
Відмітні особливості
Продовжуючи розглядати, що таке карбон (karbon) вкажемо його унікальні характеристики. Для всіх видів цього вуглепластика загальним є застосування армуючого елемента – вуглецевих волокон, товщина яких знаходиться в межах 0,005-0,01 міліметра, чудово працюють на розтяг, але не переносять вигин і кручення. Саме тому карбон – це матеріал, який експлуатують у вигляді полотна.Для додаткового армування дуже часто використовують каучук, який і надає углепластику сірий відтінок.В цілому ж, карбон характеризується зносостійкістю, міцністю, жорсткістю і малою вагою. Густина його становить від 1450 кг/м куб. до 2000 кг/м куб.
Тонкощі технології виготовлення
Волокна з ниток вуглецю одержують на повітрі в процесі термічної обробки. Тобто відбувається окислення органічних або полімерних ниток протягом доби при температурі 250 градусів Цельсія. Потім проводиться карбонізація – нагрівання отриманих волокон у середовищі інертного газу в температурному діапазоні 800-1500 градусів для підготовки молекулярної структури до оптимальної. Далі слід графитизация у цій ж середовищі, але вже при температурі до 3000 градусів. Даний процес може повторитися кілька разів для підвищення концентрації вуглецю до 99%.
Форма випуску
Волокна карбону можуть бути як короткими, різаними, так і у вигляді безперервних ниток на бобінах. Але, як вже було сказано вище, карбон володіє поганою стійкістю до вигину, то вуглецеве волокно часто формують у полотно,зване Carbon Fabric. Причому виходить вона у вигляді різноманітних плетінь: ялинка, рогожка та інше. Буває, що волокна просто перехоплюють до заливки смолою досить великими стібками.Несучою основою найчастіше є епоксидні смоли, у яких пошарово укладаються волокна карбону. Лист товщиною 1 міліметр містить в основному три-чотири таких шару.
Переваги
Карбон володіє цілим спектром незаперечних переваг, серед яких варто вказати:
– Мала питома вага. Навіть алюміній важче описуваного матеріалу на 20%.
– Карбон, що поєднує в собі вуглець і кевлар, лише трохи важче аналога з гумою, однак набагато міцніше, а під впливом ударної навантаження лише кришиться, але не розлітається на дрібні частинки.
– Стійкий до високих температур. Карбон витримує до 2000 градусів Цельсія.- має добру теплоємність і відмінно гасить вібрацію.
– Стійкий до явища корозії.
– Має високий межа пружності і межа міцності на розрив.
– Володіє естетичним зовнішнім виглядом і декоративністю.
Недоліки
Разом з тим карбон в порівнянні з металевими виробами відрізняється таким негативними якостями:
– Високою чутливістю до точкових різких ударів.
– Складністю реставрації при виникненні сколів, сломов і різних подряпин.
– Вигорянням та выцветанием під впливом яскравих сонячних променів. Саме тому всі речі з карбону спеціально покривають лаком або емаллю.
– Досить тривалим виробництвом виробів, що вимагає значних витрат часу.
– Проблемами з утилізацією і повторним використанням. У зонах безпосереднього контакту з металом починається його корозія, тому в даних точках закріплюють спеціальні вставки з скловолокна.
Думка користувачів
На закінчення відзначимо відгуки людей про описуваному в статті продукті промисловості. Отже, що таке карбон? Матеріал цей, як стверджують багато користувачів, дуже хороший завдяки своїй міцності, але при цьому легкості. Особливо це оцінили рибалки, які вже давно користуються вудками, в основі багатьох з яких лежить саме карбон. Само собою, крім цього, такі вудки ще гарні й тим, що вони володіють великою довговічністю, адже вони ще характеризуються підвищеною зносостійкістю.
