Dîrok :2022-05-28  Çavkanî: Pêkhateyên Fiber

Struktura tîrêjê ya krîstala grafîtê ya îdeal aîdî pergala krîstal a hexagonal e, ku avahiyek pir-qatî ye ku ji atomên karbonê di avahiyek tora zengila şeş-endam de pêk tê. Di zengila şeş-endam de, atomên karbonê di forma hîbrîdê sp 2 de ne

Struktura bingehîn

Avahiya tîrêjê ya krîstala grafîtê ya îdeal aîdî pergala krîstal a hexagonal e, ku ji atomên karbonê ku ji avahiyek tora zengilê ya şeş-endam pêk tê, pêk tê. Di zengila şeş-endam de, atomên karbonê sp 2 hîbrîdîzasyon heye. Di hîbrîdîzasyona sp2 de, hîbrîdîzasyona elektronên 1 2s û 2 2p elektron hene, sê girêkên hevreha o xurt pêk tînin, dûrahiya girêdanê 0,1421 nm, enerjiya girêdanê ya navîn 627 kJ/mol û goşeyên girêdanê 120 hev in.

Orbitalên 2p yên safî yên mayî yên di heman balafirê de perpendîcular in li ser balafira ku tê de sê bend hene, û bendên N-ya atomên karbonê yên ku girêda-N-ê pêk tînin paralelî hev in û li hev dikevin û N-ya mezin pêk tînin. -ferzîye; Elektronên ne-herêmî yên li ser n elektronê dikarin bi serbestî paralel bi balafirê re tevbigerin, û taybetmendiyên gihandinê bidin wê. Ew dikarin ronahiya dîtbar hildin, grafît reş bikin. Hêza van der Waalsê ya di navbera qatên grafît de ji hêza girêdana valenceyê ya di nav qatan de kêmtir e. Cûrahiya di navbera qatan de 0,3354nm, û enerjiya girêdanê 5,4kJ/mol e. Tebeqeyên grafît bi nîvê simetrîya hexagonal ve têne xêz kirin û di her qatek din de têne dubare kirin, ABAB ava dikin.

Structure [4], û wê bi xwe-rûnkirin û şiyana hundurîn a navberê ve girêdide, wekî ku di Figure 2-5 de tê xuyang kirin. Fîbera karbonê materyalek mîkrokrîstalîn a kevir-hilberê ye ku ji fîbera organîk bi karbonîzasyon û grafîtîkirinê tê wergirtin.

Mîkrosaziya fîbera karbonê dişibihe ya grafîta sûnî, ku ji avahiya grafîta kaotîk a polîkristalîn e. Cûdahiya ji avahiya grafîtê di werger û zivirîna nerêkûpêk de di navbera qatên atomê de ye (binihêre Figure 2-6). Girêdana kovalent a torê ya şeş-hêmanan di tebeqeya atomê ya - ku di bingeh de bi eksê fîberê re paralel e ve girêdayî ye. Ji ber vê yekê, bi gelemperî tê bawer kirin ku fîbera karbonê ji avahiyek grafîtê ya bêserûber li ser bilindahiya xêza fîberê pêk tê, ku di encamê de modulek tîrêjê ya aksial pir zêde dibe. Avahiya lamellar a grafît xwedan anîzotropiya girîng e, ku taybetmendiyên wê yên laşî jî anîsotropî nîşan dide.

Taybetmendî û sepanên fiber karbonê

Fîbera karbonê dikare li fîlament, fîberê bingehîn, û fîbera tîrêjê were dabeş kirin. Taybetmendiyên mekanîkî li celebê gelemperî û celebê performansa bilind têne dabeş kirin. Hêza fîbera karbonê ya Giştî 1000 MPa ye, modul bi qasî 10OGPa ye. Fîbera karbonê ya bi performansa bilind li celebê hêza bilind (hêz 2000MPa, modul 250GPa) û modela bilind (modula jor 300GPa) tê dabeş kirin. Hêza ji 4000MPa mezintir jî celebê hêza ultra-bilind tê gotin; Yên ku modulek wan ji 450GPa mezintir e, modelên ultra-bilind têne gotin. Bi pêşkeftina pîşesaziya hewavanî û hewavaniyê re, fîbera karbonê ya hêza bilind û dirêjbûna zêde xuya bûye, û dirêjbûna wê ji% 2 mezintir e. Hejmara mezin fîbera karbonê ya çavê PAN-ê ya polypropylene ye. Fîbera karbonê xwedan hêz û modulek eksê ya bilind, bê rijandin, berxwedana westandinê ya baş, germahiya taybetî û rêgirtina elektrîkê ya di navbera ne-metal û metal de, jimareyek piçûk a berfirehbûna termal, berxwedana korozyonê ya baş, tîrêjiya fîberê ya kêm, û veguheztina tîrêjê ya baş heye. Lêbelê, berxwedana wê ya bandor belengaz e û zirarê hêsan e, oksîdasyon di bin çalakiya asîdek bihêz de çêdibe, û karbonîzasyona metal, karburîzasyon û korozyona elektrokîmyayî dema ku ew bi metal re tê hev kirin çêdibe. Wekî encamek, fîbera karbonê berî ku were bikar anîn divê rûkal were derman kirin.