ما هو القماش الكربوني؟ تطبيق النسيج الكربوني في مجالات النشاط المختلفة

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

ما هو القماش الكربوني؟ هذه مادة تتكون من ألياف قوية وخفيفة للغاية من البوليمر المقوى. هذا البوليمر في جوهره عبارة عن سلسلة طويلة من الجزيئات مرتبطة ببعضها البعض بواسطة ذرات الكربون. عادةً ما يكون البوليمر المستخدم في صناعة النسيج الكربوني عبارة عن تسعين بالمائة من الكربون مخلوط بعشرة بالمائة من المواد المضافة المتنوعة.

قد تختلف المنتجات من جهات تصنيع مختلفة عن بعضها البعض - اعتمادًا على البوليمر المقوى المستخدم في إنتاج وتركيب المواد الخام. لم يتم الكشف عن التركيب الدقيق لنسيج الكربون ، كقاعدة عامة. بعد كل شيء ، هذا سر تجاري.

إنتاج القماش الكربوني

يبدأ إنتاج نسيج الكربون بالسحب إلى خيوط رفيعة من البوليمرات المقواة. بعد ذلك ، يتم جرح الخيوط التي تم الحصول عليها أثناء الرسم على البكرات ، ثم بمساعدة الأنوال الخاصة ، يتم نسج القماش نفسه منها. فقط من خمسة إلى عشرة ميكرونكل خيط له قطر ومع ذلك فهو قوي جدا

نسيج الكربون هو أقوى مادة منسوجة متاحة اليوم.

التطبيق

يمكن أن يكون استخدام القماش الكربوني بلا حدود. أين يتم تطبيقه؟ غالبًا ما يتم استخدامه عند الحاجة إلى الوزن المنخفض والموصلية العالية والقوة العالية. نظرًا لحقيقة أن نسيج الكربون يمكن أن يكون له صفات مختلفة ، فإن استخدامه يعتمد إلى حد كبير على تكوين وفئة النسيج. على سبيل المثال ، يتم استخدام أعلى درجة من هذه الألياف في صناعة الطيران.

البناء

في البناء ، يتم استخدام نسيج الكربون الرقيق جدًا في نظام التعزيز الخارجي. أثناء إصلاح الهياكل الحاملة ، يتيح استخدام النسيج الكربوني والرابط الإيبوكسي إمكانية إعادة البناء في وقت قصير ويقلل بشكل كبير من تكاليف العمالة عند مقارنتها بالطرق التقليدية. على الرغم من تقليل وقت الإصلاح عدة مرات ، فإن عمر خدمة الهيكل يزداد أيضًا عدة مرات. لم تتم استعادة وظيفة التحمل للهيكل فحسب ، بل زادت أيضًا عدة مرات.

طيران

ما هو نسيج الكربون في مجال الطيران؟ يتم استخدامه لإنشاء أجزاء مركبة من قطعة واحدة ، كما يتم استخدام مواد الكربون. المنتجات الناتجة ، التي تتميز بالخفة والقوة ، تجعل من الممكن استبدال سبائك الألومنيوم بألياف الكربون. بوزن أقل بخمس مرات من أجزاء الألومنيوم ، تتمتع الأجزاء المركبة بمرونة وقوة ومقاومة أكبر للضغط.

الصناعة

أيضًا ، يتم استخدام البلاستيك الكربوني في الصناعة النووية لإنشاء مفاعلات طاقة ، حيث يكون المطلب الرئيسي للمواد المستخدمة هو مقاومتها للإشعاع ومقاومة درجات الحرارة المرتفعة والضغط. كل هذه الخصائص نسيج الكربون له. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إيلاء اهتمام خاص في الصناعة النووية لقوة الهياكل الخارجية ، لذلك يستخدم النسيج أيضًا على نطاق واسع في نظام التعزيز الخارجي.

CFRP

يستخدم الكربون (أو ألياف الكربون) في صناعة السيارات لإنتاج المكونات والأجزاء الفردية ولهيئات السيارة بأكملها. تسمح نسبة القوة إلى الوزن العالية للمصنعين بإنشاء سيارات آمنة وفعالة في استهلاك الوقود: إن تقليل وزن السيارة بسبب ألياف الكربون يقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 16٪. نظرا لانخفاض استهلاك الوقود عدة مرات

مكانة قوية للغاية تحتلها المواد المركبة في صناعة الطيران المدني. تفرض عليهم الأحمال الثقيلة للرحلات الفضائية مطالب عالية. ألياف الكربون والمواد المصنوعة منها تعمل في ظل ظروف درجات حرارة وضغوط عالية ومنخفضة ، وتحت تأثير الإشعاع ، وتحت أحمال اهتزاز عالية ، وما إلى ذلك.

في بناء السفن ، تعتبر اللدائن المقواة بألياف الكربون أفضل المكونات لتصميم وإنشاء مواد وهياكل جديدة منها بسبب مقاومتها للتآكل ، وقوتها النوعية العالية ، وعدم المغناطيسية ، والتوصيل الحراري المنخفض ، ومقاومة التأثير العالي. خيارترجع هذه المادة بالذات إلى إمكانية الجمع بين الخمول الكيميائي العالي والقوة فيها ، وكذلك امتصاص الصوت والاهتزاز والراديو ، مما يسمح باستخدامها في تصنيع هياكل أنواع مختلفة من السفن المدنية.

في الممارسة العالمية ، تعد طاقة الرياح واحدة من أهم المجالات التي يتم فيها استخدام مادة الكربون. هذه الصناعة في مهدها في روسيا ، على الرغم من ظهور طواحين الهواء في جميع أنحاء العالم: في المناطق الساحلية ، في المناطق غير المأهولة ، وعلى المنصات البحرية. جعلت القوة غير المسبوقة وخفة ألياف الكربون من الممكن إنشاء شفرات أطول. في المقابل ، أصبحوا أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.

تستخدم CFRPs على نطاق واسع في صناعة السكك الحديدية. تساهم قوة وخفة المادة في تفتيح هياكل عربات السكك الحديدية ، مما يجعل من الممكن بالتالي تقليل الوزن الإجمالي للقطار وزيادة طوله وتحسين خصائص السرعة.

يمكن أيضًا استخدام ألياف الكربون في إنشاء خطوط السكك الحديدية وفي إنشاء مسارات السكك الحديدية: سيزيد طول الأسلاك من قوة الانحناء العالية ، مما يقلل من عدد الدعامات المطلوبة وفي نفس الوقت الوقت يقلل من مخاطر الترهل

يتم تضمين المواد المركبة بشكل مكثف في طريقة الحياة المعتادة لكل شخص. يتم إنشاء العديد من السلع الاستهلاكية منها: المعدات والمعدات الرياضية ، والأدوات الداخلية ، والأجهزة المنزلية ، وأجهزة الكمبيوتر وغير ذلك الكثير.