Датум :2022-05-28  Извор: Фибер Цомпоситес

Решеткаста структура идеалног кристала графита припада хексагоналном кристалном систему, који је вишеслојна структура која се преклапа састављена од атома угљеника у шесточланој прстенастој мрежној структури. У шесточланом прстену атоми угљеника су у облику сп 2 хибрида

Основна структура

Решеткаста структура идеалног кристала графита припада хексагоналном кристалном систему, који се састоји од атома угљеника састављених од шесточлане прстенасте мрежне структуре. У шесточланом прстену, атоми угљеника су сп 2 хибридизација постоји. У сп2 хибридизацији, постоје 1 2с електронска и 2 2п електронска хибридизација, формирајући три еквивалентне о ​​јаке везе, растојање везе је 0,1421 нм, просечна енергија везе је 627 кЈ/мол и углови везе су 120 један другог.

Преостале чисте 2п орбитале у истој равни су окомите на раван у којој се налазе три о везе, а Н-везе атома угљеника који чине Н-везу су паралелне једна другој и преклапају се да би формирале велики Н -бонд; Нелокализовани електрони на н електрону могу се слободно кретати паралелно са равнином, дајући му проводна својства. Они могу да апсорбују видљиву светлост, чинећи графит црним. Ван дер Валсова сила између слојева графита је далеко мања од силе валентне везе унутар слојева. Размак између слојева је 0,3354нм, а енергија везе је 5,4кЈ/мол. Графитни слојеви су поређани за половину хексагоналне симетрије и понављају се у сваком другом слоју, формирајући АБАБ.

Структура [4], и дајући јој самоподмазивање и међуслојну унутрашњу способност, као што је приказано на слици 2-5. Карбонска влакна су микрокристални материјал од каменог мастила добијен од органских влакана карбонизацијом и графитизацијом.

Микроструктура угљеничних влакана је слична оној од вештачког графита, који припада структури поликристалног хаотичног графита. Разлика од структуре графита лежи у неправилном транслацији и ротацији између атомских слојева (види слику 2-6). Мрежна ковалентна веза са шест елемената је везана у атомском слоју - који је у основи паралелан са осом влакна. Због тога се генерално верује да су угљенична влакна састављена од неуређене графитне структуре дуж висине осе влакана, што резултира веома високим аксијалним затезним модулом. Ламеларна структура графита има значајну анизотропију, због чега и његова физичка својства показују анизотропију.

Особине и примена угљеничних влакана

Угљена влакна се могу поделити на филаменте, резана влакна и резана влакна. Механичка својства се деле на општи тип и тип високих перформанси. Општа чврстоћа угљеничних влакана је 1000 МПа, модул је око 10ОГПа. Угљична влакна високих перформанси се деле на тип високе чврстоће (снага 2000МПа, модул 250ГПа) и високи модел (модул изнад 300ГПа). Снага већа од 4000МПа се такође назива типом ултра-високе чврстоће; Они са модулом већим од 450 ГПа називају се ултра-високи модели. Са развојем ваздухопловне и ваздухопловне индустрије појавила су се карбонска влакна високе чврстоће и великог издужења, чије је истезање веће од 2%. Велика количина је полипропиленско око на бази угљеничних влакана на бази ПАН-а. Угљенична влакна имају високу аксијалну чврстоћу и модул, без пузања, добру отпорност на замор, специфичну топлоту и електричну проводљивост између неметала и метала, мали коефицијент топлотног ширења, добру отпорност на корозију, ниску густину влакана и добар пренос рендгенских зрака. Међутим, његова отпорност на удар је лоша и лако се оштети, оксидација се јавља под дејством јаке киселине, а карбуризација метала, карбуризација и електрохемијска корозија се јављају када се комбинује са металом. Као резултат тога, карбонска влакна морају бити површински третирана пре употребе.