1. Основни свойства на въглеродните влакна
Въглеродните влакна са нов вид влакнест материал с висока якост и високомодулни влакна със съдържание на въглерод над 90%.
- Въглеродните влакна имат много отлични свойства, като висока якост, ниска плътност, устойчивост на висока температура, устойчивост на корозия и т.н. Използват се широко в много области като космическата промишленост, производството на автомобили, спортно оборудване и др. В областта на космическата промишленост, поради лекото си тегло и висока якост, той може да намали теглото на самолетите и да подобри горивната ефективност. В спортно оборудване, като велосипеди от висок клас и стикове за голф, използването на въглеродни влакна може да подобри производителността.
2. Структурни характеристики и точка на топене на въглеродни влакна
- Структурата на въглеродните влакна се състои главно от въглеродни елементи под формата на графитни микрокристали. Тази структура прави въглеродните влакна много стабилни. От гледна точка на химичните връзки въглерод-въглеродните връзки (CC връзки) във въглеродните влакна са много силни.
- Точката на топене на въглеродните влакна е много висока. При нормално налягане въглеродните влакна трудно ще се стопят. Това е така, защото е необходима изключително висока енергия, за да се разруши неговата вътрешна силна структура въглерод-въглерод. Най-общо казано, когато температурата се повиши до определено ниво, въглеродните влакна ще претърпят реакция на окисление в присъствието на кислород, вместо да се топят като обикновените метали или някои материали с ниска точка на топене. Например, в среда с висока температура около авиационен двигател, въглеродните влакна няма да се стопят, но ще запазят своята структурна стабилност и ще играят ролята си на подсилващ материал.
3. Ефективност на въглеродните влакна при високи температури
- В среда с висока температура въглеродните влакна ще проявят някои специални свойства. В допълнение към гореспоменатата трудност при топене, той може също да поддържа определена якост. Това му позволява да се използва във високотемпературна индустриална среда или в близост до високотемпературни части от космическото пространство. Въпреки това, тъй като температурата продължава да се повишава, здравината на въглеродните влакна постепенно ще намалява.
- Когато температурата се повиши до определено ниво (обикновено около 2000-3000 градуса, конкретната стойност ще варира в зависимост от вида на въглеродните влакна и производствения процес), въглеродните влакна ще претърпят структурни промени, като например увеличаване на степента на графитизация, но пак няма да се стопи. Това специално представяне при високи температури прави въглеродните влакна незаменими в области, които изискват материали, устойчиви на висока температура.
