Data :2022-05-28  Burimi: Fiber Composites

Struktura e rrjetës së kristalit ideal të grafitit i përket sistemit kristal gjashtëkëndor, i cili është një strukturë e mbivendosur me shumë shtresa e përbërë nga atome karboni në një strukturë rrjeti unazore me gjashtë anëtarë. Në unazën me gjashtë anëtarë, atomet e karbonit janë në formën e hibridit sp 2

Struktura bazë

Struktura e rrjetës së kristalit ideal të grafitit i përket sistemit kristal gjashtëkëndor, i cili përbëhet nga atome karboni të përbërë nga një strukturë rrjeti unazore me gjashtë anëtarë. Në unazën me gjashtë anëtarë, atomet e karbonit janë sp 2 ekziston hibridizimi. Në hibridizimin sp2, ka hibridizimin e elektroneve 1 2s dhe 2 elektroneve 2 2p, duke formuar tre lidhje ekuivalente o të forta, distanca e lidhjes është 0,1421 nm, energjia mesatare e lidhjes është 627 kJ/mol dhe këndet e lidhjes janë 120 njëri-tjetrin.

Orbitalet e mbetura të pastra 2p në të njëjtin rrafsh janë pingul me rrafshin ku ndodhen tre lidhjet o, dhe lidhjet N të atomeve të karbonit që përbëjnë lidhjen N janë paralele me njëra-tjetrën dhe mbivendosen për të formuar një N të madh -obligacion; Elektronet jo të lokalizuara në elektronin n mund të lëvizin lirshëm paralel me rrafshin, duke i dhënë atij veti përcjellëse. Ata mund të thithin dritën e dukshme, duke e bërë grafitin të zi. Forca van der Waals midis shtresave të grafitit është shumë më e vogël se forca e lidhjes së valencës brenda shtresave. Hapësira midis shtresave është 0.3354 nm, dhe energjia e lidhjes është 5.4 kJ/mol. Shtresat e grafitit shpërndahen nga gjysma e simetrisë gjashtëkëndore dhe përsëriten në çdo shtresë tjetër, duke formuar ABAB..

Struktura [4], dhe duke e pajisur atë me vetë-lubrifikimin dhe aftësinë e brendshme ndërshtresore, siç tregohet në figurën 2-5. Fibra e karbonit është një material mikrokristalor me bojë guri i marrë nga fibra organike nga karbonizimi dhe grafitizimi.

Mikrostruktura e fibrës së karbonit është e ngjashme me atë të grafitit artificial, i cili i përket strukturës së grafitit kaotik polikristalor. Dallimi nga struktura e grafitit qëndron në përkthimin dhe rrotullimin e parregullt ndërmjet shtresave atomike (shih Figurën 2-6). Lidhja kovalente e rrjetit me gjashtë elementë është e lidhur në shtresën atomike të - e cila në thelb është paralele me boshtin e fibrës. Prandaj, përgjithësisht besohet se fibra e karbonit përbëhet nga një strukturë grafiti e çrregullt përgjatë lartësisë së boshtit të fibrës, duke rezultuar në një modul tërheqës boshtor shumë të lartë. Struktura lamelare e grafitit ka anizotropi të konsiderueshme, gjë që bën që edhe vetitë e tij fizike të tregojnë anizotropi.

Vetitë dhe aplikimet e fibrave të karbonit

Fibra e karbonit mund të ndahet në fije fije, fibra kryesore dhe fibra kryesore. Karakteristikat mekanike ndahen në tipin e përgjithshëm dhe tip me performancë të lartë. Forca e përgjithshme e fibrave të karbonit është 1000 MPa, moduli është rreth 10 OGPa. Fibra e karbonit me performancë të lartë ndahet në llojin me forcë të lartë (fortësi 2000MPa, modul 250GPa) dhe model të lartë (moduli mbi 300GPa). Forca më e madhe se 4000MPa quhet gjithashtu lloji me forcë ultra të lartë; Ato me modul më të madh se 450 GPa quhen modele ultra të larta. Me zhvillimin e industrisë së hapësirës ajrore dhe të aviacionit, është shfaqur fibra karboni me forcë të lartë dhe zgjatje të lartë, dhe zgjatja e saj është më e madhe se 2%. Sasia e madhe është fibër karboni me bazë polipropileni me bazë PAN. Fibra e karbonit ka forcë dhe modul të lartë boshtor, pa zvarritje, rezistencë të mirë ndaj lodhjes, nxehtësi specifike dhe përçueshmëri elektrike midis jometalit dhe metalit, një koeficient të vogël të zgjerimit termik, rezistencë të mirë ndaj korrozionit, densitet të ulët të fibrave dhe transmetim të mirë të rrezeve X. Sidoqoftë, rezistenca e tij ndaj ndikimit është e dobët dhe e lehtë për t'u dëmtuar, oksidimi ndodh nën veprimin e acidit të fortë dhe karbonizimi i metalit, karburizimi dhe korrozioni elektrokimik ndodhin kur kombinohet me metalin. Si rezultat, fibra e karbonit duhet të trajtohet sipërfaqësor përpara përdorimit.