لأول مرة ، بدأ استخدام الكربون في صناعة السيارات في صناعة السيارات الرياضية في الستينيات. تدريجيا ، بدأ في جذب انتباه الشركات المصنعة للآلات التقليدية ، والذي كان بسبب الخصائص غير العادية لهذه المواد.
الكربون وتكوينه
الكربون (أو ألياف الكربون) عبارة عن مجموعة من أرقى خيوط الكربون (قطرها 0.09 مم) ، والتي يمكن مقارنتها بسبائك الفولاذ بكتلة أقل بكثير (تقريبًا مثل تلك الموجودة في الألومنيوم) يتم نسج الألياف من هذه الخيوط. والنتيجة هي نسيج متين للغاية. يمكن ترتيب الألياف بشكل عشوائي ، أو يمكن أن تكون في شكل نسج.
المادة الأولية لإنتاج ألياف الكربون هي البولي أكريلونيتريل ، وهي مادة بيضاء تشبه الصوف في الخصائص. يتم تسخينه عدة مرات في بيئة غاز خامل. في المرحلة الأولى ، عند درجة حرارة + 260 درجة مئوية ، يتم تغيير بنية المادة (على المستوى الجزيئي) ، ثم بالفعل عند + 700 درجة مئوية ، "قوة تفريغ" الهيدروجين من ذرات الكربون. تدريجيًا ، بعد عدة مرات من التسخين ، يتم إحضاره إلى + 3000 درجة مئوية - هذه العملية تسمى الرسم البياني. نتيجة لذلك ، يصبح الكربون أكثر ، وتكون الرابطة بين ذراته أقوى. ببساطة ، يمكن اعتبار الكربون ألياف كربونية مسخنة حتى الكربنة.
خصائص الكربون وتطبيقاته
إحدى الصفات الإيجابية الرئيسية للكربون هي قوته العالية التي تصل إلى 1500 كجم / متر مكعب. م في هذه الحالة ، تصل مقاومة الشد إلى 1800 ميجا باسكال. حد درجة حرارة هذه المادة هو + 2000 درجة مئوية. تعمل خيوط ألياف الكربون بشكل جيد فقط في حالة التوتر ، لذا فإن إنشاء بنية صلبة يمثل مشكلة كبيرة. الكربون هش للغاية ، ينهار عند الاصطدام ، لذلك يكاد يكون من المستحيل إصلاح الجزء. مع التعرض المستمر للأشعة فوق البنفسجية ، تفقد ألياف الكربون لونها الأصلي. ومع ذلك ، فإن الخصائص الإيجابية تفوق العيوب ؛ وهذا ما يؤكده تصنيع أقراص المكابح ، وسادات السيارات الرياضية منها ، ناهيك عن تكنولوجيا الفضاء.
إحدى خصائص الكربون هي الثقل النوعي (أو كثافة النسيج) ، معبرًا عنها بالجرام / المربع. م وتعتمد هذه المعلمة على سمك الألياف ، والتي يمكن أن تحتوي على عدة آلاف من الخيوط. على سبيل المثال ، إذا كانت العلامة تحتوي على التعيين 2K ، فهناك 2000 مؤشر ترابط في الألياف. يتم اختصار الكربون الأكثر ديمومة إلى UHM. بالإضافة إلى الكثافة ، فإن السمة المهمة هي طريقة نسج الخيوط (وهي غائبة في أرخص المواد).
عند ضبط المركبات ، غالبًا ما يتم استخدام أنواع النسيج مثل Twill و Satin و Plain. العدد الأكثر شيوعًا للخيوط في الألياف هو 1 إلى 24 كيلو. يستخدم النوع الأخير من القماش على نطاق واسع في تصنيع المعدات العسكرية تحت ضغط هائل.
