Արդյո՞ք ածխածնային մանրաթելը պլաստիկի տեսակ է:

Ի՞նչ է ածխածնային մանրաթելը:

Ածխածնի մանրաթելը առաջադեմ ինժեներական նյութ է, որը պատրաստված է շատ բարակ թելերից, որոնք հիմնականում կազմված են ածխածնի ատոմներից: Յուրաքանչյուր թելիկ սովորաբար ունի 5-10 մկմ տրամագիծ, որն ավելի բարակ է, քան մարդու մազը: Հազարավոր այս թելեր միացված են միասին՝ ձևավորելով ածխածնային մանրաթելից քարշակ, որն այնուհետև կարող է հյուսվել գործվածքների մեջ կամ օգտագործվել կոմպոզիտային արտադրության մեջ:

Առևտրային ածխածնային մանրաթելերի մեծ մասը արտադրվում է պոլիակրիլոնիտրիլ կոչվող պրեկուրսորից (PAN): Արտադրության գործընթացը ներառում է մի քանի բարդ փուլեր, որոնք փոխակերպում են պրեկուրսորային մանրաթելերը ուժեղ ածխածնային թելերի:

Տիպիկ գործընթացը ներառում է.

Այս քայլերից հետո մանրաթելերը հասնում են ուշագրավ մեխանիկական հատկությունների:

Սեփականություն	Տիպիկ արժեք
Խտություն	~ 1,7–1,9 գ/սմ⊃3;
Առաձգական ուժ	Մինչև 7 ԳՊա
Էլաստիկ մոդուլ	Մինչև 600 ԳՊա
Ուժ-քաշ հարաբերակցությունը	Չափազանց բարձր

Այս բնութագրերի պատճառով ածխածնի մանրաթելը լայնորեն օգտագործվում է որպես ամրապնդող նյութ առաջադեմ կոմպոզիտային կառույցներում, որտեղ բարձր ամրությունը և ցածր քաշը կարևոր են:

Ի՞նչ է նշանակում «Պլաստիկ» կոմպոզիտային նյութերում:

Ամենօրյա օգտագործման մեջ պլաստիկը սովորաբար վերաբերում է սովորական նյութերին, ինչպիսիք են պոլիէթիլենը, պոլիպրոպիլենը կամ ABS: Այս նյութերը լայնորեն օգտագործվում են փաթեթավորման, սպառողական ապրանքների և կաղապարված ապրանքների մեջ:

Կոմպոզիտային արտադրության մեջ, այնուամենայնիվ, «պլաստիկ» բառը սովորաբար վերաբերում է պոլիմերային խեժերին, որոնք հանդես են գալիս որպես կոմպոզիտային նյութի մատրիցային նյութ:

Ընդհանուր խեժերը ներառում են. Ածխածնի մանրաթելերի հետ օգտագործվող

Էպոքսիդային խեժ – լայնորեն օգտագործվում է օդատիեզերական և բարձր արդյունավետության կառույցներում

Պոլիեսթեր խեժ – սովորաբար օգտագործվում է ծովային և ընդհանուր կոմպոզիտային կիրառություններում

Վինիլային էսթերային խեժ - հայտնի է լավ կոռոզիոն դիմադրությամբ

Թերմոպլաստիկ խեժեր – օգտագործվում են առաջադեմ արտադրական գործընթացներում

Այս խեժերը կատարում են մի քանի կարևոր դեր.

Միացնելով մանրաթելերը ամուր կառուցվածքի մեջ

Բեռների փոխանցում առանձին մանրաթելերի միջև

Պաշտպանում է մանրաթելերը խոնավությունից, քիմիական նյութերից և շրջակա միջավայրի վնասներից

Բաղադրիչի վերջնական ձևի ապահովում

Առանց խեժի, ածխածնային մանրաթելից գործվածքները կամ կապոցները չեն կարողանա կոշտ կառուցվածքային մասեր կազմել:

Ինչպես են ածխածնային մանրաթելն ու պլաստիկը միասին աշխատում կոմպոզիտներում

Ածխածնի մանրաթելն ու խեժը կոմպոզիտային նյութում կատարում են տարբեր, բայց փոխլրացնող գործառույթներ:

Ածխածնային մանրաթելերն իրենք իրենց երկարությամբ չափազանց ամուր են, բայց առանց հենարանի չեն կարող ձևավորվել: Խեժի մատրիցը շրջապատում է մանրաթելերը և փակում դրանք իրենց դիրքում, թույլ տալով նյութին գործել որպես մեկ կառուցվածքային բաղադրիչ:

Միավորվելիս նրանք ձևավորում են ածխածնային մանրաթելից ամրացված պոլիմեր, որն ամենաշատ օգտագործվող բարձր արդյունավետությամբ կոմպոզիտային նյութերից է:

Այս կառուցվածքում.

Ածխածնային մանրաթելն ընդդեմ պլաստիկի. հիմնական տարբերությունները

Չնայած ածխածնային մանրաթելային կոմպոզիտները պարունակում են պոլիմերային խեժ, ածխածնային մանրաթելն ինքնին սկզբունքորեն տարբերվում է սովորական պլաստիկ նյութերից:

Առանձնահատկություն	Ածխածնի մանրաթել	Պլաստիկ
Նյութի տեսակը	Ամրապնդող մանրաթել	Պոլիմերային նյութ
Ուժ	Չափազանց բարձր	Չափավոր
Կոշտություն	Շատ բարձր	Սովորաբար ավելի ցածր
Քաշը	Շատ թեթև	Լույս
Ջերմային դիմադրություն	Բարձր	Հաճախ ավելի ցածր
Կառուցվածքային կարողություն	Գերազանց	Սահմանափակ

Այս տարբերությունների պատճառով ածխածնային մանրաթելային կոմպոզիտները օգտագործվում են այնպիսի ծրագրերում, որտեղ սովորական պլաստմասսաները չեն կարող ապահովել բավարար կառուցվածքային կատարում:

Ինչու ածխածնային մանրաթելը հաճախ սխալվում է պլաստիկի հետ

Շատերը ենթադրում են ածխածնային մանրաթելն պլաստիկ է, քանի որ ածխածնային մանրաթելից պատրաստված արտադրանքները ինչ տեսք ունեն և ինչպես են դրանք արտադրվում:

Պատճառներից մեկը մակերեսի տեսքն է: Ածխածնային մանրաթելային բաղադրիչները հաճախ ունենում են հարթ, փայլուն մակերես, որը նման է ձուլված պլաստիկին: Սա հատկապես տարածված է սպառողական ապրանքների մեջ:

Մեկ այլ պատճառ էլ խեժի պարունակությունն է: Քանի որ պոլիմերային խեժերը օգտագործվում են կոմպոզիտային արտադրության ժամանակ, մարդիկ երբեմն ենթադրում են, որ ամբողջ նյութը պլաստիկ է:

Ածխածնային մանրաթելային կոմպոզիտների առավելությունները պլաստիկի համեմատ

Ածխածնային մանրաթելային կոմպոզիտները մի քանի առավելություններ են տալիս ավանդական պլաստիկ նյութերի համեմատ:

Ուժի և քաշի ավելի բարձր հարաբերակցություն

Ածխածնային մանրաթելային կոմպոզիտները կարող են զգալիորեն ավելի բարձր ամրություն ապահովել՝ պահպանելով ցածր քաշը, ինչը կարևոր է այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են օդատիեզերական և ավտոմոբիլաշինությունը:

Ավելի լավ կոշտություն

Ածխածնային մանրաթելային նյութերը շատ ավելի կոշտ են, քան պլաստմասսաներից շատերը, ինչը ճարտարագետներին թույլ է տալիս նախագծել թեթև կառուցվածքներ՝ առանց ավելորդ դեֆորմացիայի:

Բարելավված հոգնածության դիմադրություն

Ածխածնային մանրաթելից պատրաստված կոմպոզիտները կարող են ավելի լավ դիմակայել սթրեսի կրկնվող ցիկլերին, քան շատ պլաստմասսա՝ դրանք դարձնելով հարմար կառուցվածքային կիրառությունների համար:

Գերազանց կոռոզիոն դիմադրություն

Ի տարբերություն մետաղների, ածխածնային մանրաթելային կոմպոզիտները չեն ժանգոտվում և լավ են գործում ծովային կամ քիմիապես ագրեսիվ միջավայրերում:

Այս առավելությունների պատճառով ածխածնային մանրաթելային կոմպոզիտները ավելի ու ավելի են փոխարինում ավանդական նյութերին բարձր արդյունավետության ինժեներական կիրառություններում:

Ածխածնի մանրաթելային կոմպոզիտների ընդհանուր կիրառությունները

Ածխածնային մանրաթելից պատրաստված կոմպոզիտները լայնորեն օգտագործվում են շատ առաջադեմ արդյունաբերություններում:

Տիպիկ հավելվածները ներառում են.

Ավիատիեզերք

ինքնաթիռի կառուցվածքային բաղադրիչներ

արբանյակային կառույցներ

բարձրորակ ներքին մասեր

Ավտոմոբիլային

թեթև մարմնի վահանակներ

կատարողական շասսի բաղադրիչներ

կառուցվածքային ամրացումներ

Մարինե

նավակի պատյաններ

կայմեր և կառուցվածքային լամինատներ

կոռոզիոն դիմացկուն բաղադրիչներ

ԱԹՍ և անօդաչու թռչող սարքեր

թեթև շրջանակներ

կառուցվածքային զենքեր

բարձր կոշտության վահանակներ

Այս ոլորտները պահանջում են նյութեր, որոնք համատեղում են թեթև քաշը, բարձր ամրությունը և երկարաժամկետ ամրությունը՝ դարձնելով ածխածնային մանրաթելային կոմպոզիտները իդեալական լուծում:

Եզրակացություն

Ածխածնի մանրաթելը պլաստիկի տեսակ չէ: Այն բարձր ամրության ամրապնդող մանրաթել է, որը հիմնականում պատրաստված է բյուրեղային կառուցվածքով դասավորված ածխածնի ատոմներից:

Այնուամենայնիվ, ածխածնային մանրաթելային արտադրանքներից շատերը միավորում են այս մանրաթելերը պոլիմերային խեժերի հետ՝ ձևավորելով ածխածնային մանրաթելից ամրացված պոլիմեր՝ կոմպոզիտային նյութ, որն առաջարկում է բացառիկ մեխանիկական կատարում:

Ածխածնային մանրաթելերի ուժը համատեղելով պոլիմերային խեժերի բազմակողմանիության հետ՝ արտադրողները կարող են ստեղծել թեթև, դիմացկուն բաղադրիչներ, որոնք օգտագործվում են արդյունաբերության մեջ՝ սկսած օդատիեզերական և ավտոմոբիլայինից մինչև ծովային ճարտարագիտություն և անօդաչու թռչող սարքերի արտադրություն: