தேதி :2022-05-28  ஆதாரம்: ஃபைபர் கலவைகள்

இலட்சிய கிராஃபைட் படிகத்தின் லட்டு அமைப்பு அறுகோண படிக அமைப்புக்கு சொந்தமானது, இது ஆறு-அங்குள்ள வளைய நெட்வொர்க் கட்டமைப்பில் கார்பன் அணுக்களால் ஆன பல அடுக்கு ஒன்றுடன் ஒன்று அமைப்பு ஆகும். ஆறு உறுப்பினர் வளையத்தில், கார்பன் அணுக்கள் sp 2 கலப்பின வடிவில் உள்ளன.

அடிப்படை கட்டமைப்பு

இலட்சிய கிராஃபைட் படிகத்தின் லேட்டிஸ் அமைப்பு அறுகோண படிக அமைப்புக்கு சொந்தமானது, இது ஆறு-உறுப்பு வளைய நெட்வொர்க் கட்டமைப்பைக் கொண்ட கார்பன் அணுக்களால் ஆனது. ஆறு உறுப்பினர் வளையத்தில், கார்பன் அணுக்கள் sp 2 கலப்பினம் உள்ளது. sp2 கலப்பினத்தில், 1 2s எலக்ட்ரான் மற்றும் 2 2p எலக்ட்ரான் கலப்பினங்கள் உள்ளன, இது மூன்று சமமான அல்லது வலுவான பிணைப்புகளை உருவாக்குகிறது, பிணைப்பு தூரம் 0.1421nm, சராசரி பிணைப்பு ஆற்றல் 627kJ/mol மற்றும் பிணைப்பு கோணங்கள் 120 ஒருவருக்கொருவர்.

அதே விமானத்தில் மீதமுள்ள தூய 2p சுற்றுப்பாதைகள் மூன்று o பிணைப்புகள் அமைந்துள்ள விமானத்திற்கு செங்குத்தாக உள்ளன, மேலும் N-பிணைப்பை உருவாக்கும் கார்பன் அணுக்களின் N- பிணைப்புகள் ஒன்றுக்கொன்று இணையாக உள்ளன மற்றும் ஒரு பெரிய N ஐ உருவாக்குகின்றன. -பத்திரம்; n எலக்ட்ரானில் உள்ள உள்ளூர்மயமாக்கப்படாத எலக்ட்ரான்கள் விமானத்திற்கு இணையாக சுதந்திரமாக நகர முடியும், இது கடத்தும் பண்புகளை அளிக்கிறது. அவை புலப்படும் ஒளியை உறிஞ்சி, கிராஃபைட்டை கருப்பு நிறமாக்கும். கிராஃபைட் அடுக்குகளுக்கு இடையே உள்ள வான் டெர் வால்ஸ் விசை அடுக்குகளுக்குள் உள்ள வேலன்ஸ் பிணைப்பு விசையை விட மிகக் குறைவு. அடுக்குகளுக்கு இடையே உள்ள இடைவெளி 0.3354nm, மற்றும் பிணைப்பு ஆற்றல் 5.4kJ/mol ஆகும். கிராஃபைட் அடுக்குகள் அறுகோண சமச்சீரின் பாதியால் தடுமாறி மற்ற ஒவ்வொரு அடுக்கிலும் மீண்டும் மீண்டும் ABAB ஐ உருவாக்குகின்றன.

அமைப்பு [4], மற்றும் படம் 2-5 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, சுய-உயவு மற்றும் உள் அடுக்கு உள் திறன் ஆகியவற்றைக் கொண்டது. கார்பன் ஃபைபர் என்பது கரிம இழையிலிருந்து கார்பனேற்றம் மற்றும் கிராஃபிடைசேஷன் மூலம் பெறப்பட்ட ஒரு மைக்ரோ கிரிஸ்டலின் கல்-மை பொருள்.

கார்பன் ஃபைபரின் நுண் கட்டமைப்பு செயற்கை கிராஃபைட்டைப் போன்றது, இது பாலிகிரிஸ்டலின் குழப்பமான கிராஃபைட்டின் கட்டமைப்பைச் சேர்ந்தது. கிராஃபைட் கட்டமைப்பில் இருந்து வேறுபாடு அணு அடுக்குகளுக்கு இடையில் ஒழுங்கற்ற மொழிபெயர்ப்பு மற்றும் சுழற்சியில் உள்ளது (படம் 2-6 ஐப் பார்க்கவும்). ஆறு-உறுப்பு நெட்வொர்க் கோவலன்ட் பிணைப்பு அணு அடுக்கில் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது - இது அடிப்படையில் ஃபைபர் அச்சுக்கு இணையாக உள்ளது. எனவே, கார்பன் ஃபைபர் ஃபைபர் அச்சின் உயரத்தில் ஒழுங்கற்ற கிராஃபைட் கட்டமைப்பால் ஆனது என்று பொதுவாக நம்பப்படுகிறது, இதன் விளைவாக மிக உயர்ந்த அச்சு இழுவிசை மாடுலஸ் ஏற்படுகிறது. கிராஃபைட்டின் லேமல்லர் அமைப்பு குறிப்பிடத்தக்க அனிசோட்ரோபியைக் கொண்டுள்ளது, இது அதன் இயற்பியல் பண்புகளையும் அனிசோட்ரோபியைக் காட்டுகிறது.

கார்பன் ஃபைபரின் பண்புகள் மற்றும் பயன்பாடுகள்

கார்பன் ஃபைபர் இழை, ஸ்டேபிள் ஃபைபர் மற்றும் ஸ்டேபிள் ஃபைபர் என பிரிக்கலாம். இயந்திர பண்புகள் பொது வகை மற்றும் உயர் செயல்திறன் வகைகளாக பிரிக்கப்படுகின்றன. பொது கார்பன் ஃபைபர் வலிமை 1000 MPa, மாடுலஸ் சுமார் 10OGPa ஆகும். உயர் செயல்திறன் கொண்ட கார்பன் ஃபைபர் உயர் வலிமை வகை (வலிமை 2000MPa, மாடுலஸ் 250GPa) மற்றும் உயர் மாதிரி (300GPa மேல் மாடுலஸ்) என பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. 4000MPa க்கும் அதிகமான வலிமையானது தீவிர உயர் வலிமை வகை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது; 450GPa க்கும் அதிகமான மாடுலஸ் கொண்டவை அல்ட்ரா-ஹை மாடல்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. விண்வெளி மற்றும் விமானத் துறையின் வளர்ச்சியுடன், அதிக வலிமை மற்றும் அதிக நீளமான கார்பன் ஃபைபர் தோன்றியுள்ளது, மேலும் அதன் நீளம் 2% க்கும் அதிகமாக உள்ளது. பெரிய அளவு பாலிப்ரோப்பிலீன் கண் பான் அடிப்படையிலான கார்பன் ஃபைபர் ஆகும். கார்பன் ஃபைபர் அதிக அச்சு வலிமை மற்றும் மாடுலஸ், க்ரீப் இல்லை, நல்ல சோர்வு எதிர்ப்பு, குறிப்பிட்ட வெப்பம் மற்றும் உலோகம் அல்லாத உலோகங்களுக்கு இடையே மின் கடத்துத்திறன், வெப்ப விரிவாக்கத்தின் சிறிய குணகம், நல்ல அரிப்பு எதிர்ப்பு, குறைந்த ஃபைபர் அடர்த்தி மற்றும் நல்ல எக்ஸ்ரே பரிமாற்றம். இருப்பினும், அதன் தாக்க எதிர்ப்பு பலவீனமானது மற்றும் சேதமடைய எளிதானது, ஆக்சிஜனேற்றம் வலுவான அமிலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் நிகழ்கிறது, மேலும் உலோக கார்பனேற்றம், கார்பனேற்றம் மற்றும் மின்வேதியியல் அரிப்பு ஆகியவை உலோகத்துடன் இணைக்கப்படும்போது ஏற்படுகின்றன. இதன் விளைவாக, கார்பன் ஃபைபர் பயன்படுத்துவதற்கு முன் மேற்பரப்பு சிகிச்சை செய்யப்பட வேண்டும்.