EN
Tushunish Uglerod tolasi mato Tarkibi
Asosiy materiallar: Polimerdan Uglerodga
Uglerod tolali gazlamalar o'z faoliyatini ayni paytda yaxshi xomashyolar - asosan, qisqartirilganda PAN deb ataluvchi poliakrilonitril va shuningdek, pitch bilan boshlaydi. Bu yerda ayniqsa, tolalarni tayyorlashda nimadan foydalanish muhim ahamiyatga ega, chunki yakuniy mahsulotning xususiyatlari shu bilan belgilanadi. Hozirgi bozorda sotilayotgan aksariyat uglerod tolalari to'g'ridan-to'g'ri PAN materialidan olinadi va ishlab chiqarishning taxminan 90% ni tashkil qiladi. Qolgan 10%? Bu yerda esa pitch hamda eski uslubdagi rayon ishlatiladi. Ishlab chiqaruvchilar boshlang'ich materiallarni tanlaganda, sifat ayniqsa gazlamani qanchalik mustahkam qilish, uning qanchalik qattiq bo'lishi, hamda issiqlik ta'siriga qanday chidamliligini belgilashda katta farq yaratadi. Shu asosiy qurilish bloklarini tanlash turli sohalarda ishlatiladigan yakuniy mahsulotlar uchun katta ahamiyatga ega.
Polimerlarni uglerodga aylantirish har bir bosqichni to'g'ri bajarishni anglatadi. Masalan, karbonizatsiya jarayonini olaylik. PAN (poliakrilonitril) dan uglerod tolalarini tayyorlashda ishlab chiqaruvchilar materialni kislorod ishtirokisiz juda yuqori haroratda qiziqtabdilar. Bu jarayon asosan uglerod bo'lmagan hamma narsani yoqib tashlaydi va biz istagan maxsus tolali sifatlarni o'ziga olib qoladi. Shu qattiq ishlov berishdan keyin yana bir bor qayta ishlash bosqichi keladi, unda tolalarni qayta ishlash va o'lchash orqali ularni gazlamaga to'qilganda yaxshiroq yopishib qolishini ta'minlaydilar. Qiziq narsa shuki: agar dastlabki material sifatli bo'lmasa, keyingi jarayonlarda hamma narsa vayron bo'lib ketadi. Shu sababli ham jiddiy ishlab chiqaruvchilar o'z ishlarida faqat yuqori sifatli xomashyodan foydalanishni talab qiladilar. Yaxshi kiruvchi materiallar mustahkamroq va ishonchliroq mahsulot beradi uglerod tolasi mato dastur oxirida.
OʻzA Uglerodniy volokon tiss oqiy Tuzilishi
Karbon tolali to'qimotning qanday tuzilganligi mexanik jihatdan nima qilish mumkinligini va u qayerda qo'llanilishini belgilaydi. Biz uchta asosiy turga e'tibor qaratamiz: bir yo'nalishli, to'qilgan va to'qilmagan konfiguratsiyalar, ularning har biri ma'lum maqsadlar uchun turli xususiyatlarni taqdim etadi. Bir yo'nalishli karbon tolasi juda mustahkam tolalar faqat bitta yo'nalishda joylashadi. Bu o'q bo'ylab ajoyib mustahkamlik beradi, lekin agar kuch bir nechta yo'nalishlarda talab qilinsa, foydalanuvchi bir nechta orientatsiyalarni birga qatlamlashga majbur bo'ladi. To'qilgan versiyalar oddiy to'qma, tivell to'qma yoki shantung to'qma kabi naqshlar bo'yicha to'lalarni kesib o'tish orqali ishni yanada chuquritadi. Bu materiallar bir vaqtda ikki yo'nalishda ham yaxshi chidamlilik ko'rsatadi va shuningdek, samolyotlarning tashqi qismlari yoki sport avtomobillarining tanasida ham yaxshi ko'rinadi.
Shofyon qanday tuzilganligi, uning qanchalik mustahkam va moslashuvchan bo'lishini belgilaydi, deb taxmin qiladi tadqiqotchilar. Masalan, to'qilgan shofyonlarni olsak, ularning tolalari turli yo'nalishlarda ketadi, bu esa mustahkamlik va moslashuvchanlik jihatidan ularni muvozanatli qiladi. Shu tufayli ular murakkab shakllarda, masalan, havo transporti qismlari yoki avtomashina komponentlari uchun ajoyibdir. Bosh farq esa shundaki, agar bizga biror bir yo'nalishda maksimal mustahkamlik kerak bo'lsa, masalan, ayrim kosmik qismlar uchun, bitta yo'nalishdagi tuzilish eng yaxshisidir. Karbon tolali shofyon turini tanlash faqatgina qog'ozda to'g'ri ko'rinadigan narsani tanlash emas. Har bir sanoat tarmog'iga boshqacha xususiyatlar talab qilinadi, shu sababli to'g'ri tanlovni amalga oshirish ishlab chiqarish xarajatlari va yakuniy mahsulot sifati jihatidan ko'plab sohalarda muhim ahamiyatga ega.
Karbonli materiyal ishlab chiqarish jarayoni
Avvaliy material va oksidatsiya
Karbon tolali gazlamani tayyorlash — oksidlanish jarayonida tolalarni barqaror saqlash uchun juda muhim bo'lgan to'g'ri boshlang'ich materiallarni tayyorlashdan boshlanadi. Ko'pincha, ishlab chiqaruvchilar PAN (poliakrilonitril) yoki pitch asosida ishlaydi. Bu materiallarni haqiqiy karbon tolaga aylantirishdan oldin juda ko'p tayyorgarlik ishlari o'tkaziladi. Buni oksidlanish deb ataluvchi jarayon orqali amalga oshiriladi, bunda ma'lum kimyoviy moddalar keyingi bosqichlarda hamma narsani o'z joyida ushlab turishini ta'minlaydi. Bu yerda sodir bo'layotgan narsa juda oddiy — karbon bo'lmagan atomlar shunchaki tashlab yuboriladi va shu bilan mustahkam karbon struktura qoladi. Oddiygina havo tarkibida yoki ozon gazida materialni ushlab turish orqali, hamda har bir bosqichning aniq muddatini nazorat qilish orqali odatda bunday jarayonlar amalga oshiriladi, shunda yakuniy mahsulot yaxshi ishlaydi va osonlik bilan buzilmaydi.
Ugash va grafitlashtirish
Barqarorlashtirishdan keyin tolalar karbonlanishdan o'tadi, bu asosan ularni haqiqiy uglerodga aylantirish uchun juda yuqori haroratda qiziq-tirish jarayonidir. Bu taxminan 1000 daraja Selsiydan 3000 daraja Selsiygacha bo'lgan haroratlarda sodir bo'ladi. Shu kabi ekstremal haroratlarda uglerodga oid bo'lmagan hamma narsa yoqib yuboriladi va asosan sof uglerod tolalari qoladi. Ba'zi tolalar keyinchalik grafitlanish deb ataluvchi yana bir bosqichdan o'tishi mumkin, bunda ular 3000 darajadan ham yuqori haroratda qizitiladi. Bu qo'shimcha qizitish materialda tuzilma o'zgarishlarini keltirib chiqaradi, natijada u mustahkamroq va chidamliroq bo'ladi. Butun ushbu jarayonning samaradorligi har bir bosqichda narsalarni nazorat qilish darajasiga juda bog'liq. Agar ishlab chiqaruvchilar ushbu haroratga sezgir bosqichlarning birortasida xato qilsa, yakuniy uglerod tolali gazlamani sifatini yomon tomoniga ta'sir qilishi mumkin.
Karbon stiklotkani uchun judo usullari
Uglerod tolali to'qimot turli xil shakllarda keladi, har biri alohida maqsadlar va material sifatlari uchun mo'ljallangan. Asosiy turlari oddiy, tiveling va satin to'qimotlardir, ularning har biri egiluvchanlik, chidamlilik va umumiy mustahkamlik jihatidan o'ziga xos afzalliklarga ega. Oddiy to'qimot barcha mexanik xususiyatlarni deyarli tenglashtirib beradi. Shu bilan birga, tiveling to'qimot materialni yanada moslashuvchan qiladi, shu sababli ham murakkab shakllar va batafsil naqshlar uchun ishlab chiqaruvchilar aynan shu to'qimotni tanlaydilar. Satin to'qimot esa yuzasini juda silliq qilish va materialni oson egish imkonini beradi, shu sababli ham ko'rinish muhim bo'lgan joylarda yaxshi ishlaydi. Tadqiqotlar ko'rsatadiki, to'g'ri to'qimotni tanlash ishlab chiqarish xarajatlari hamda yakuniy mahsulotning ishlashi samaradorligiga katta ta'sir qiladi, shu sababli ham kompaniyalar o'z ehtiyojlari uchun qaysi tur to'qimot mos kelishini aniqlashga juda ko'p vaqt sarflashadi.
To'g'ri To'garakli va Örgälgan Ug'it Plastinalarining Stilleri
Bir tomonlama va to'qilgan uglerod tolali plastinkalar o'rtasidagi asosiy farq ularning qurilish usulida va ular qanday yuklamalarga chidamli ekanida. Bir tomonlama plastinkalarda barcha uglerod tolasi to'g'ri bir yo'nalishda ketadi, bu ularning shu chiziq bo'ylab juda kuchli va qattiq bo'lishiga sabab bo'ladi. Shu sababli ham ular, masalan, faqat bitta burchakdan kuchli kuch ta'siriga chidashi kerak bo'lgan havo kemalari qismlari uchun ajoyibdir. Bosh tomondan, to'qilgan uglerod tolasi shu bir xil tolalarni olib, ularni burchaklarda, odatda 0/90 daraja yoki ba'zan hatto 45 daraja kesishgan naqshlar bilan to'qiydi. Bu turli yo'nalatlardan keluvchi kuchga chidamli bo'lgan material yaratadi. Avtomobillar sanoati esa olddan-ortga hamda yon-tomonlarga kuch talab qilinadigan mashina tanasi qilish uchun aynan shu xususiyatni qadrlaydi. Tengiz kemalari yasovchilar esa o'z kemalari dengiz to'lqinlarining turli burchaklardan urishiga duch keladiganligi sababli to'qilgan uglerod tolaga katta tayanadi.
Bu turli uslublarning mexanik xususiyatlari ham aniq farq qiladi. Bir yo'nalishda qo'llaniladigan plastinkalarga e'tibor qaratganda, ular tolalar yo'nalishida juda kuchli cho'zilish va egilish qarshiligi ko'rsatadi. Bu ularni bir ma'lum yo'nalishda maksimal chidamlilik talab qilinadigan vaziyatlarda foydali qiladi. Biroq, kuchlar tomonidan yoki diagonal burchaklardan ta'sir qilganda ular ancha zaiflashadi. To'rilgan plastinkalar esa boshqacha hikoya aytadi. Ular bitta yo'nalishda shuncha kuchli bo'lmasada, to'g'ri chiziq bo'ylab kuchdagi etishmovchilikni bir nechta yo'nalishlarda muvozanatli ishlash orqali qoplaydi. Shunday ko'p tomonlama moslashuvchanlik turli xil mexanik kuchlanish sharoitlarida ularning yaxshiroq ishlashiga yordam beradi. Aynan shu sababli tajribali muhandislar alohida yo'nalishlarda eng katta mustahkamlik talab qilinadigan konstruktsiyalarda bir yo'nalishli materiallarni tanlashadi, to'rilgan materiallar esa ko'pincha bir vaqtda turli tomonlardan kelib tushadigan bashoratsiz yuklamalar bilan ishlashda afzalroqdir.
Karbondan firib yasalgan hybrid material
Karbon tolalarli yelimlardan tayyorlangan giprid gazlamalar ilgarilangan ishlab chiqarishda tobora muhimroq ahamiyat kasb etmoqda. Bu materiallar karbon tolalarni boshqa moddalar bilan birlashtirish orqali umumiy ishlash ko'rsatkichlarini oshiradi. Eng so'nggi yelim texnologiyalari karbon tolalar va turli bazaviy materiallar o'rtasida yaxshiroq bog'lanish imkonini beradi, ya'ni yakuniy mahsulot kuchliroq yukni qo'lga kiritishi va vaznni tekisroq taqsimlashi mumkin. Karbon tolali yelimlarning qimmatliligi ularning ishlab chiqarish xarajatlari va samaradorlikka ta'siri bilan izohlanadi. Ular ishlab chiqarish jarayonida murakkab gazlama tuzilishlariga ega karbon tolalarni kiritishni ancha osonlashtiradi. Shu sababli muhandislar guruhlar aynan shu qobiliyatga ega bo'lgan kompozitsion gazlamalarni yaratishlari mumkin. Bunday xususiyatlarga ega bo'lgan gazlamalar vazn kamaytirilganda to'g'ridan-to'g'ri yoqilg'i tejash imkonini beruvchi aviatsiya qismlari uchun ideal variant bo'lib xizmat qiladi.
Aerospace va avtomobil ishlab chiqaruvchilar g'ildirakli to'qimalarni qo'llab-quvvatlashni boshladilar, chunki ular an'anaviy materiallardan yaxshi natijalar beradi. Samolyotlar va kosmik kemalar uchun ushbu kompozitsion materiallar o'zlarining ajoyib kuchliligi bilan ajralib turadiki, ularning yengil vazni ortiqcha hajm qo'shmasdan ham yetarli. Shuningdek, ular vaqt o'tishi bilan buzilmaydigan qat'iy muhitni ham bardoshlaydi. Avtomobillarni ishlab chiqaruvchilar ham ularni bir xil qiymatli deb hisoblaydilar, chunki ular yorilmasdan egilishlari hamda standart variantlarga qaraganda ta'sirlarni ancha yaxshi so'rishlari mumkin. Bu yanada xavfsizroq avtomobillarni loyihalashda muhim ahamiyatga ega bo'lib, hali ham qat'iy yoqilg'i tejalish standartlariga javob berishi kerak. G'ildirakli to'qima texnologiyasi bilan tajriba o'tkazayotgan kompaniyalar soni ko'payayotgani sari biz hozim osmon kemalari komponentlaridan tortib poygali mashinalar tanasigacha bo'lgan hamma narsada amaliy yaxshilanishlarni kuzatmoqdamiz. Bu materiallarning ko'p tomonlama qo'llanilishi muhandislarga bir necha yil oldin imkonsiz deb hisoblangan muammolarni hal qilish imkonini beradi.
Uganderemalik To'y to'plami asosiy xususiyatlari
Og'irlikka nisbatan baland kuch
Kuchga nisbatan og'irligi jihatidan karbon tolali gazlamalar po'lat va alyuminiy kabi eski maktab materiallariga qaraganda ajralib turadi. Karbon tolani qanday maxsus qiladi? U taxminan po'latdan besh baravar kuchli, lekin ancha yengilroq bo'lib, ishlab chiqaruvchilarga ham mustahkam, ham yengil bo'lgan narsalarni ishlab chiqarishda qulaylik tug'diradi. Laboratoriyalarda bu materialni takroran sinovdan o'tkazish natijasida u bosim ostida ham og'irligini orttirmaydi. Har bir untsiya muhim bo'lgan sanoat sohalarida bu material o'yinni o'zgartiruvchi bo'ldi. Masalan, aviatsiya sohasida. Karbon tolali qismlarga o'tgan aviakompaniyalar, qoida tariqasida, umumiy og'irligini kamaytiradi, bu esa yoqilg'ini kamroq sarflash va yoqilg'i quyishlar orasida masofani uzaytirishni anglatadi. Yerga tushib qaraganda, avtomobillar ishlab chiqaruvchilarda ham xuddi shunday afzalliklarni ko'rish mumkin. Karbon tolali komponentlardan foydalangan holda yasalgan avtomobillar, ko'pincha, o'z asl og'irligining taxminan yarmiga yetib keladi, bu esa yoqilg'i tejashni 35% gacha oshiradi va sayohatchilarni xavfsiz saqlaydi. Energy.gov ushbu raqamlarni tasdiqlaydi, garchi natijalar material qanday qo'llanilishiga qarab farq qilishi mumkin.
Ички ва электрик проводлашувчилеги
Karbon tolalarning oddiy izolyatsiya qiluvchi materiallardan farqi juda yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligidir. Ko'pincha izolyatorlar issiqlik uzatishni to'sib turadi, lekin karbon tola issiqlikni samarali tarqatadi. Bu esa juda yuqori haroratli muhitlarda haroratni boshqarish uchun ajoyib vosita bo'lib xizmat qiladi. Uzoq muddatli yuqori haroratga duch kelsa ham material o'z xususiyatlarini yo'qotmaydi. Shu sababli ham aero-kosmik va sanoat sohalarida haroratni nazorat qilishda ishonchli vosita sifatida foydalaniladi. Yana bir qiziq xususiyati elektr o'tkazuvchanligidir. Bu esa faqatgina nazariy emas. Elektronika kompaniyalari karbon tolani elektr toki o'tkazish kerak bo'lgan qismlarni yasashda foydalanmoqda. Ba'zi amaliy sinovlar karbon tolani elektr platalari va ulagichlarga joriy qilish orqali signallarning toza o'tishini ta'minlab, energiya sarfini kamaytirishini ko'rsatdi.
Kimyoviy qarshilik va chidamlilik
Uglerod tolali to'qimot sanoat kimyoviy moddalari va erituvchilarga chidamli bo'lgani uchun ajralib turadi, bu uning xizmat muddatini keskin oshiradi. Materiallar shu kabi kimyoviy moddalarga qarshilik ko'rsatganda, ularning xizmat muddati uzunroq bo'ladi va aynan qiyin muhitlarda, ya'ni boshqa materiallarni yemiruvchi moddalar ta'sirida bo'lgan joylarda, pul tejash imkonini beradi. Qurilish maydonchalari va fabrikalar shunday xususiyatni o'ta foydali deb hisoblaydi, chunki ularning jihozlari kun sayin qattiq sharoitlarga duch keladi. Tadqiqotlar ko'rsatdiki, uglerod tolasi o'z shakli va mustahkamligini hatto jiddiy yemiruvchi muhitga tushganda ham saqlab turadi. Kimyoviy moddalarga chidamliligini shu bilan birga, mustahkam ekanligi va issiqlikqa chidamli ekanligi hamda yil davomida materiallarning ishonchli bo'lishi kerak bo'lgan loyihalarda turli sohalarda uglerodli to'qimotdan foydalanishni oshiradi.
