Ogljikovo vlakno: Razlika med redakcijama
Izbrisana vsebina Dodana vsebina
m Yerpo je premaknil stran Karbonska vlakna na Ogljikovo vlakno: slovenščina |
slovnica, --nesmiseln stavek |
||
Vrstica 1:
{{slog}}
[[slika:Kohlenstofffasermatte.jpg|thumb|Tkanina iz
'''
Prepoznavna so predvsem po njihovih mehanskih lastnostih, saj močno presegajo mehanske lastnosti kovin, vendar je uporaba dokaj omejena zaradi visoke cene, saj je postopek pridobivanja vlaken drag in zahteven.
== Pridobivanje in izdelava ==
[[slika:Cfaser haarrp.jpg|thumb|6 [[Mikrometer|μm]] debelo
=== Pridobivanje ===
# PITCH
# PAN (poliakrilonitril)
▲PAN (poliakrilonitril). Karbonska vlakna, ki bazirajo na osnovi PAN-a imajo visoke mehanske lastnosti, so lažja in imajo daljšo življenjsko dobo. PAN vlakna so tako najbolj razširjena karbonska vlakna na svetu. Svetovna proizvodnja poliakrilonitrila znaša cca. 4.67 milijonov ton letno, od tega se 60% porabi za izdelavo akrilnih vlaken.
▲Karbonska vlakna te vrste izdelujemo po postopku Sohio. Do leta 1960 so v postopek za izdelavo karbonskih vlaken vključevali acetilen in [[Cianovodikova kislina|cianovodikovo kislino]] (HCN), nato so uvedli Sohio postopek, saj je bil HCN izredno strupen za ljudi in okolico, zato so tudi stari postopek izdelave karbonskih vlaken ukinili.
▲Pri izdelavi PAN vlaken so značilne 4 faze izdelave:
* Oksidacija: v tej fazi se vlakna segreje na 300 °C. Pri tem se spremeni zgradba polimera, nastane cikličen polimer, ter pride do spremembe barve, iz bele v črno. Razvije se manj hlapljiv kisik, ki se vključi v ciklično zgradbo polimera. Nastane oksidiran poliakrilonitril.
* Karbonizacija (grafitiranje): v tem procesu segrevamo vlakna do temperature približno 3000 °C, celoten proces potek v zaprti okolici, pri tem se oksidirani poliakrilonitril spremeni v ogljik. Glede na stopnjo segrevanja dobimo v procesu vlakna z različnimi mehanskimi lastnostmi:
Vrstica 36 ⟶ 34:
* Obdelava površin: v tem postopku se oblikujejo vezi na površini vlaken ter površina vlaken postane groba, ki tako zagotovi ustrezno kohezijo med vlaknom in smolo ob nadaljnji obdelavi oz. pripravi z uporabo različnih vrst smole, da se to zgodi je potrebna lažja oksidacija vlaken.
* Izdelava v ustreznih merah: v končni fazi se
=== Postopek izdelave ===
S procesom Sohio je postala izdelava
Najprej poteče amonijo-oksidacija med propenom in amoniakom. Iz tega nastane akrilonitril. V tej fazi nastopi polimerizacija akrilonitila. Pridobimo poliakrilonitril. Tu vlakna dobivajo že svojo podobo.▼
▲V tej fazi nastopi polimerizacija akrilonitila. Pridobimo poliakrilonitril. Tu vlakna dobivajo že svojo podobo.
V naslednji fazi polimer raztegnemo po dolžini. Nato je polimer segret pri konstanti temperaturi od 200-300 °C. Polimer oksidira, pride do spremembe molekulske zgradbe. Iz vlaken izstopi dušik v njih pa vstopi kisik. Molekule spremenijo obliko iz verižne v heksagonalno ciklično ob tem se vlakna še obarvajo v značilno črno barvo. Iz tega dobimo polimer, ki ima visoko tališče in ga je potrebno očistiti. Za čiščenje vlaken je uporabljen postopek karbonizacije, to pomeni, da so vlakna segreta na temperaturo vse do 3000 °C.
Segrevanje vlaken poteka v zaprti dušikovi atmosferi, s tem se odstranijo vse nečistoče iz vlaken. Postopek se ne konča, dokler ni v vlaknih odstotek ogljika med 92 in 100%, vse poteka pri temperaturi 2500-3000 °C, v odvisnosti od temperature so izdelana vlakna različnih kvalitet.
Kvaliteta
Glede na to kakšne sile bodo delovale na vlakna se nato vlakna ustrezno gradi. Če na vlakna delujejo samo natezne sile v eni smeri, se vlakna postavi vzporedno delovanju sil, tako so vlakna ustrezno obremenjena. Če pa na vlakna delujejo sile v vse smeri se vlakna postavi tako, da so nekatera vlakna postavljena horizontalno ostala pa vertikalno in se vlakna med seboj prepletajo in prenašajo sile v vse smeri, takšni postavitvi vlaken po navadi rečemo kar ''tkanina''.
== Mehanske lastnosti ==
Z uporabo
== Uporaba ==
V današnjem času se je s sinhrotroni začel razvoj nanotehnologije, tj. raziskovanje delcev na velikosti 1 [[nanometer|nanometra]] (1 nm= 10<sup>-9</sup>m), pri tem so znanstveniki razvili nanocevi iz
[[Kategorija:Materiali]]
|