Karbon Elyaf Nasıl Yapılır?

Grafit lifi veya karbon grafit olarak da adlandırılan karbon lifi, karbon elementinin çok ince şeritlerinden yapılır. Karbon lifleri yüksek çekme dayanımına sahiptir ve boyutlarına göre çok güçlüdür. Aynı zamanda çok hafif bir malzemedir.

 

Her lifin çapı {{0}} mikrondur. Bunun ne kadar küçük olduğunu anlamak için bir mikron 0,0001 milimetredir. Örümcek ağı ipeğinin bir ipliği 3 ila 8 mikron arasındadır.

 

Özellikler ve uygulama

Karbon fiberler çelikten iki kat daha sert ve beş kat daha güçlüdür. Diğer bir özelliği ise kimyasal olarak oldukça dirençli olmaları ve düşük termal genleşme ile yüksek sıcaklık toleransına sahip olmalarıdır.

 

Karbon fiberler, uçak, yüksek performanslı araçlar, spor malzemeleri ve müzik aletleri ve diğer pek çok şeyin yapımında önemli mühendislik malzemeleridir.

 

karbon fiber nasıl yapılır

Karbon fiber organik polimerlerden yapılır. Bu polimerler, karbon atomları tarafından bir arada tutulan uzun molekül dizilerinden oluşur. Karbon fiberlerin yaklaşık yüzde 90'ı poliakrilonitril (PAN) işleminden yapılır. Kalan yüzde 10'luk kısım suni ipek veya petrol zifti işleminden yapılır.

 

Üretim sürecinde kullanılan gazlar, sıvılar ve diğer malzemeler, karbon fiberin belirli etkilerini, niteliklerini ve derecelerini oluşturur. En iyi modül özelliklerine sahip en yüksek dereceli karbon fiber, havacılık endüstrisi gibi zorlu uygulamalarda kullanılır.

 

Karbon elyaf üreticileri, kullandıkları hammadde kombinasyonları bakımından birbirlerinden farklılık göstermektedir. Genellikle spesifik formülasyonlarını ticari sır olarak ele alırlar.

 

Üretim süreci

Üretim sürecinde, öncü olarak adlandırılan ham maddeler, uzun lif şeritlerine çekilir. Lifler daha sonra kumaşa dokunur. Ayrıca, filament sarılı veya istenen şekil ve boyutlarda kalıplanmış diğer malzemelerle birleştirilebilirler.

 

Üretim süreci şu şekilde ilerler:

 

Dönüyor. PAN diğer bileşenlerle karıştırılır ve yıkanıp gerilen lifler halinde bükülür.

stabilize. Bağlanmayı stabilize etmek için kimyasal değişim.

karbonizasyon. Sıkıca bağlanmış karbon kristalleri oluşturmak için çok yüksek bir sıcaklığa ısıtılan stabilize lifler.

Yüzeyi işlemek. Liflerin yüzeyi, bağlanma özelliklerini iyileştirmek için oksitlenir.

boyutlandırma Lifler kaplanır ve bobinlere sarılır. Bunlar daha sonra elyafları farklı boyutlarda iplikler halinde büken eğirme makinelerine yüklenir.

 

Kumaşlara dokunmak yerine, lifler kompozitler halinde oluşturulabilir. Kompozit malzemeler oluşturmak için, lifleri plastik bir polimerle birbirine bağlamak için ısı, basınç veya vakum kullanılabilir.

 

Dikkate alınması gerekenler

Karbon liflerinin üretimi, aşağıdakiler de dahil olmak üzere bir dizi zorluk taşır:

 

Daha uygun maliyetli kurtarma ve onarım ihtiyacı.

Kusurlu liflere yol açabilecek çukurların oluşmasını önlemek için yüzey işleme süreci dikkatli bir şekilde düzenlenmelidir.

Tutarlı kaliteyi sağlamak için yakın kontrol gereklidir.

Karbon fiberlerin güçlü elektro-iletkenliği nedeniyle elektrikli ekipmanlarda ark ve kısa devre.

Cilt tahrişi ve solunum problemlerinin de aralarında bulunduğu sağlık ve güvenlik sorunları.