Ogljikova vlakna so, kot se sliši - vlakna, izdelana iz ogljik. Toda ta vlakna so le osnova. Kot običajno imenujemo ogljikova vlakna je material, sestavljen iz zelo tankih nitk ogljikovih atomov. Povezani s plastično polimerno smolo s toploto, pritiskom ali v vakuumu a kompozitni material tvori, ki je hkrati močna in lahka.
Moč ogljikovih vlaken je podobna tkanini, bobrovim jezom ali stolom iz ratana. Bolj zapleteno je tkanje, bolj trpežen bo kompozit. Koristno si je predstavljati žični zaslon, ki je pod kotom prepleten z drugim zaslonom in drugo pod nekoliko drugačnim kotom in tako naprej, pri čemer je vsaka žica na vsakem zaslonu narejena iz ogljikovih vlaken prameni. Zdaj si predstavljajte to mrežo zaslonov, namočenih v tekočo plastiko in jih nato stisnite ali segrejete, dokler se material ne zlije. Kot tkanja, kot tudi smola uporablja z vlakni, bo določil trdnost celotnega kompozita. Smola je najpogosteje epoksidna, lahko pa je tudi termoplastična, poliuretanska oz. vinilni ester ali poliester.
Lahko pa se vliva plesen in nanjo nanesejo ogljikova vlakna. The kompozit iz ogljikovih vlaken nato pustimo, da se strdi, pogosto s postopkom vakuuma. Pri tej metodi se kalup uporablja za doseganje želene oblike. Ta tehnika je prednostna za nezapletene oblike, ki so potrebni na zahtevo.
Material iz ogljikovih vlaken ima široko paleto uporabe, saj se lahko oblikuje pri različnih gostotah v neomejenih oblikah in velikostih. Ogljikova vlakna so pogosto oblikovana v cevi, tkanine in tkanine in jih lahko po meri oblikujemo v poljubno število sestavljenih delov in kosov.
Pogoste uporabe ogljikovih vlaken
- Avtomobilski sestavni deli vrhunskega razreda
- Okviri za kolesa
- Ribiške palice
- Podplati za čevlje
- Baseball palice
- Zaščitne torbice za prenosnike in iPhone
Več eksotičnih uporab lahko najdete v:
- Aeronavtika in vesoljska industrija
- Naftna in plinska industrija
- Brezpilotna letalska vozila
- Sateliti
- Dirkalniki formule 1
Nekateri trdijo, da so možnosti za ogljikova vlakna omejene le s povpraševanjem in izmišljijo proizvajalca. Zdaj je celo običajno najti ogljikova vlakna v:
- Glasbila
- Pohištvo
- Umetnost
- Strukturni elementi stavb
- Mostovi
- Lopatice vetrne turbine
Če bi lahko rekli, da imajo ogljikova vlakna kakršne koli ovire, bi bilo to proizvodni stroški. Ogljikovih vlaken ni enostavno množično proizvajati, zato so zelo draga. Kolo iz ogljikovih vlaken bo z lahkoto priletelo na tisoče dolarjev, njegova uporaba v avtomobilizmu pa je še vedno omejena na eksotične dirkalnike. Ogljikova vlakna so v teh izdelkih priljubljena, drugi pa so zaradi razmerja med težo in trdnostjo in odpornosti na plamen, toliko, da obstaja trg za sintetiko, ki je videti kot ogljikova vlakna. Vendar so imitacije pogosto le delno iz ogljikovih vlaken ali preprosto iz plastike, narejene tako, da so videti kot ogljikova vlakna. To se pogosto dogaja pri zaščitnih ohišjih za računalnike in druge male potrošniške elektronike.
Navzdol je, da bodo deli in izdelki iz ogljikovih vlaken, če jih ne poškodujemo, skoraj dobesedno trajali večno. To jim pomeni dobro naložbo za potrošnike in tudi ohranja izdelke v prometu. Na primer, če potrošnik ni pripravljen plačati za nabor popolnoma novih golf klubov iz ogljikovih vlaken, obstaja možnost, da se ti klubi pojavijo na sekundarno rabljenem trgu.
Ogljikova vlakna pogosto zamenjujemo fiberglasain čeprav obstajajo podobnosti v proizvodnji in nekaj križanj v končnih izdelkih, kot so pohištvo in avtomobilski ulitki, so različne. Fiberglass je a polimer ki je ojačana s tkanimi nitmi iz kremenastega stekla in ne iz karbona. Kompoziti iz ogljikovih vlaken so močnejši, medtem ko imajo steklena vlakna večjo prožnost. Obe imata različne kemične sestave, zaradi katerih so bolj primerne za različne namene uporabe.
Recikliranje ogljikovih vlaken je zelo težko. Edina razpoložljiva metoda za popolno recikliranje je postopek, imenovan termična depolimerizacija, pri katerem se izdelek iz ogljikovih vlaken pregreje v komori brez kisika. Osvobojeni ogljik se nato lahko zavaruje in ponovno uporabi, ne glede na to, ali so uporabljeni vezivni ali ojačani materiali (epoksi, vinil itd.) Pa sežgejo. Ogljikova vlakna se lahko razgradijo tudi ročno pri nižjih temperaturah, vendar na nastali material bo zaradi skrajšanih vlaken šibkejši in zato verjetno ne bo uporabljen v svojem najbolj idealnem prijava. Na primer, velik del cevi, ki ga ne uporabljate več, lahko razdelite, preostali deli pa se uporabljajo za ohišja računalnika, aktovke ali pohištvo.
Ogljikova vlakna so neverjetno uporaben material, ki se uporablja v kompozitih in bodo še naprej rasli tržni delež proizvodnje. Ko se bo ekonomsko razvilo več načinov za proizvodnjo kompozitov iz ogljikovih vlaken, bo cena še naprej padala in več industrij bo izkoristilo prednost tega edinstvenega materiala.