Szénszál: tulajdonságok, fénykép, beszerzés, felhasználás

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A fejlett iparágak és az építőipar a közelmúltban sok alapvetően új technológiát sajátítottak el, amelyek többsége innovatív anyagokhoz kapcsolódik. A hétköznapi felhasználó észreveheti ennek a folyamatnak a megnyilvánulását az építőanyagok példáján, kompozitok bevonásával. Az autóiparban is bevezetik a karbon elemeket, amelyek növelik a sportautók teljesítményét. És ez nem minden olyan terület, ahol szénszálat használnak. Ennek az alkatrésznek az alapja a szénszálak, amelyekről az alábbiakban egy fotót mutatunk be. Valójában az új generációs kompozitok egyedisége és aktív forgalmazása a felülmúlhatatlan műszaki és fizikai minőségekben rejlik.

Gyártástechnológia

Az alapanyagok előállításához az alapanyagokat szerves eredetű természetes vagy vegyi szálak formájában használják fel. Továbbá a speciális feldolgozás eredményeként csak szénatomok maradnak az eredeti munkadarabból. A fő befolyásoló erő a hőmérséklet. A technológiai folyamat magában foglalja a hőkezelés több szakaszának végrehajtását. Az első lépésben az elsődleges szerkezetet 250 °C-ig oxidálják. A következőnA szakaszban a szénszálak előállítása átmegy a karbonizációs eljárásba, amelynek eredményeként az anyagot nitrogén környezetben, magas hőmérsékleten, akár 1500 °C-ig melegítik. Így grafitszerű szerkezet alakul ki. A teljes gyártási folyamatot 3000 °C-on végzett grafitozás formájában végbemenő végső kezelés teszi teljessé. Ebben a szakaszban a szálak tiszta széntartalma eléri a 99%-ot.

Hol használják a szénszálat?

Ha a népszerűsítés első éveiben az anyagot kizárólag speciális területeken használták, mára a gyártás bővülése tapasztalható, amelyben ezt a vegyi szálat használják. Az anyag meglehetősen képlékeny és a hasznosítási lehetőségeket tekintve heterogén. Nagy valószínűséggel bővülni fog az ilyen szálak köre, de mára kialakultak a piacon az alapvető anyagok bemutatása. Különösen kiemelhető az építőipar, az orvostudomány, az elektrotechnika, háztartási gépek gyártása stb. Ami a speciális területeket illeti, a szénszálak használata továbbra is releváns a repülőgép-felszerelések, orvosi elektródák és radar elnyelő anyagok gyártói számára.

Gyártási formák

Először is hőálló textiltermékekről van szó, amelyek között megkülönböztethetünk szöveteket, cérnákat, kötöttárut, filceket stb. Technológiaibb irány a kompozitok gyártása. Talán ez a legszélesebb szegmens, amelyben a szénszálat a sorozatgyártáshoz szükséges termékek alapjaként képviselik. Termelés. Ezek különösen csapágyak, hőálló egységek, alkatrészek és különféle elemek, amelyek agresszív környezetben működnek. Leginkább a kompozitok az autóipari piacra koncentrálnak, azonban az építőipar is hajlandó megfontolni a vegyi szál gyártóinak új javaslatait.

Anyagtulajdonságok

Az anyag előállítási technológiájának sajátosságai rányomta bélyegét a szálak teljesítményére. Ennek eredményeként a magas hőstabilitás vált az ilyen termékek szerkezetének fő megkülönböztető jegyévé. A termikus hatások mellett az anyag ellenáll a vegyi agresszív környezetnek is. Igaz, ha hevítés közben oxigén van jelen az oxidációs folyamat során, az káros hatással van a rostokra. De a szénszál mechanikai szilárdsága felveheti a versenyt számos hagyományos anyaggal, amelyeket keménynek és sérülésekkel szemben ellenállónak tartanak. Ez a minőség különösen a széntermékeknél érvényesül. Egy másik tulajdonság, amelyre a különféle termékek technológusai keresnek, az abszorpciós képesség. Az aktív felületnek köszönhetően ez a szál hatékony katalitikus rendszernek tekinthető.

Producerek

A szegmens vezetői az amerikai, japán és német cégek. Az orosz technológiák ezen a területen gyakorlatilag nem fejlődtek az elmúlt években, és még mindig a szovjet korszak fejleményén alapulnak. A mai napig a felétA világon előállított szálakat a japán Mitsubishi, Kureha, Teijin és mások adják, a másik részt a németek és az amerikaiak osztják meg. Például az amerikai oldal a Cytec, Németországban pedig az SGL gyártja a szénszálat. Nem is olyan régen a tajvani Formosa Plastics cég bekerült ezen a területen a vezetők listájára. Ami a hazai termelést illeti, csak két vállalat foglalkozik kompozitok fejlesztésével - az Argon és a Khimvolokno. Ugyanakkor a fehérorosz és ukrán vállalkozók jelentős eredményeket értek el az elmúlt években, új réseket sajátítottak el a szénszál kereskedelmi felhasználása terén.

A szénszálak jövője

Mivel a CFRP bizonyos típusai hamarosan lehetővé teszik olyan termékek gyártását, amelyek több millió éven át megőrzik eredeti szerkezetüket, sok szakértő az ilyen termékek túltermelését jósolja. Ennek ellenére az érdeklődő vállalatok továbbra is versenyeznek a technológiai fejlesztésekkel. Ez pedig nagyrészt indokolt, hiszen a szénszálak tulajdonságai nagyságrenddel jobbak a hagyományos anyagokénál. Elég emlékezni az erőre és a hőállóságra. Ezen előnyök alapján a fejlesztők új fejlesztési területeket tárnak fel. Az anyag bevezetése nagy valószínűséggel nemcsak speciális területekre terjed ki, hanem a tömegfogyasztókhoz közeli területekre is. Például a közönséges műanyag, alumínium és fa elemek helyettesíthetők szénszálakkal, amelyek számos teljesítménybeli minőségben felülmúlják a hagyományos anyagokat.

Következtetés

Sok tényező akadályozza meg az innovatív mesterséges szálak széles körű elterjedését. Az egyik legjelentősebb a magas költségek. Mivel a szénszál gyártása csúcstechnológiás berendezéseket igényel, nem minden vállalat engedheti meg magának, hogy beszerezze. De nem ez a legfontosabb. Az a tény, hogy nem minden gyártó érdekli a termékminőség ilyen radikális változásait. Tehát, miközben az infrastruktúra egy elemének tartósságát növeli, a gyártó nem mindig hajthat végre hasonló frissítést a szomszédos komponenseken. Az eredmény egy egyensúlyhiány, amely semmissé teszi az új technológiák összes vívmányát.