Датум: 2022-05-28  Извор: Фибер композити

Решетката структура на идеалниот графитен кристал припаѓа на хексагоналниот кристален систем, кој е повеќеслојна преклопувачка структура составена од атоми на јаглерод во шестчлена прстенеста мрежна структура. Во шестчлениот прстен, атомите на јаглеродот се во форма на sp 2 хибрид

Основна структура

Решетката структура на идеалниот графитен кристал припаѓа на хексагоналниот кристален систем, кој е составен од јаглеродни атоми составени од шестчлена прстенест мрежна структура. Во шестчлениот прстен, јаглеродните атоми се sp 2 постои хибридизација. Во sp2 хибридизацијата, има 1 2s електрони и 2 2p електрони хибридизација, формирајќи три еквивалентни o силни врски, растојанието на врската е 0,1421 nm, просечната енергија на врската е 627 kJ/mol и аглите на врската се 120 едни со други.

Останатите чисти 2p орбитали во истата рамнина се нормални на рамнината каде што се наоѓаат трите o врски, а N-врските на јаглеродните атоми што ја сочинуваат N-врската се паралелни едни со други и се преклопуваат за да формираат голем N -обврзница; Нелокализираните електрони на n електронот можат слободно да се движат паралелно со рамнината, давајќи му спроводливи својства. Тие можат да ја апсорбираат видливата светлина, правејќи го графитот црн. Ван дер Валсовата сила помеѓу графитните слоеви е далеку помала од силата на валентната врска во слоевите. Растојанието помеѓу слоевите е 0,3354 nm, а енергијата на врската е 5,4 kJ/mol. Графитните слоеви се заглавени за половина од шестоаголната симетрија и се повторуваат во секој друг слој, формирајќи ABAB..

Структура [4] и обдарување со само-подмачкување и интерслојна внатрешна способност, како што е прикажано на Слика 2-5. Јаглеродни влакна се микрокристален камен-мастило материјал добиен од органски влакна со карбонизација и графитизација.

Микроструктурата на јаглеродните влакна е слична на онаа на вештачкиот графит, кој припаѓа на структурата на поликристалниот хаотичен графит. Разликата од структурата на графитот лежи во неправилниот превод и ротација помеѓу атомските слоеви (види Слика 2-6). Ковалентната врска со шест елементи е поврзана во атомскиот слој на - кој во основа е паралелен со оската на влакната. Затоа, генерално се верува дека јаглеродните влакна се составени од нарушена графитна структура долж висината на оската на влакната, што резултира со многу висок аксијален модул на истегнување. Ламеларната структура на графитот има значителна анизотропија, поради што неговите физички својства покажуваат анизотропија.

Својства и апликации на јаглеродни влакна

Јаглеродните влакна може да се поделат на влакно, основни влакна и основни влакна. Механичките својства се поделени на општ тип и тип со високи перформанси. Општата јачина на јаглеродни влакна е 1000 MPa, модулот е околу 10OGPa. Јаглеродните влакна со високи перформанси се поделени на типови со висока јачина (јачина 2000MPa, модул 250GPa) и висок модел (модул над 300GPa). Јачината поголема од 4000MPa се нарекува и тип на ултра висока јачина; Оние со модул поголем од 450 GPa се нарекуваат ултра-високи модели. Со развојот на воздухопловната и воздухопловната индустрија се појавија јаглеродни влакна со висока јачина и големо издолжување, а неговото издолжување е поголемо од 2%. Големото количество е јаглеродни влакна базирани на полипропиленски ПАН. Јаглеродните влакна имаат висока аксијална јачина и модул, без лази, добра отпорност на замор, специфична топлина и електрична спроводливост помеѓу неметал и метал, мал коефициент на термичка експанзија, добра отпорност на корозија, мала густина на влакна и добар пренос на рендген. Сепак, неговата отпорност на удар е слаба и лесно се оштетува, оксидацијата се јавува под дејство на силна киселина, а металната карбонизација, карбуризацијата и електрохемиската корозија се јавуваат кога се комбинира со метал. Како резултат на тоа, јаглеродните влакна мора да бидат површински обработени пред употреба.