Για πρώτη φορά, ο άνθρακας στη βιομηχανία αυτοκινήτων άρχισε να χρησιμοποιείται στη δημιουργία σπορ αυτοκινήτων τη δεκαετία του '60. Σταδιακά, άρχισε να προσελκύει την προσοχή των κατασκευαστών συμβατικών μηχανημάτων, κάτι που οφείλεται στις ασυνήθιστες ιδιότητες αυτού του υλικού.
Άνθρακας και η σύνθεσή του
Ο άνθρακας (ή ανθρακονήματα) είναι ένα σύνολο από τα καλύτερα νήματα (διάμετρος 0,09 mm) άνθρακα, η ισχύς του οποίου είναι συγκρίσιμη με το κράμα χάλυβα με πολύ χαμηλότερη μάζα (περίπου όπως αυτή του αλουμινίου). Οι ίνες είναι υφασμένες από αυτά τα νήματα. το αποτέλεσμα είναι ένα πολύ ανθεκτικό ύφασμα. Οι ίνες μπορούν να τοποθετηθούν τυχαία ή μπορεί να έχουν τη μορφή ύφανσης.
Το αρχικό υλικό για την παραγωγή ινών άνθρακα είναι το πολυακρυλονιτρίλιο, μια λευκή ουσία που μοιάζει με μαλλί σε ιδιότητες. Θερμαίνεται αρκετές φορές σε περιβάλλον αδρανούς αερίου. Στο πρώτο στάδιο, σε θερμοκρασία + 260 ° C, η δομή της ουσίας αλλάζει (στο μοριακό επίπεδο), τότε ήδη στους + 700 ° C, τα άτομα άνθρακα "αναγκάζουν να απορρίψουν" υδρογόνο. Σταδιακά, μετά από αρκετές φορές θέρμανσης, φέρεται στους + 3000 ° C - αυτή η διαδικασία ονομάζεται γραφειοποίηση. Ως αποτέλεσμα, ο άνθρακας γίνεται περισσότερο και ο δεσμός μεταξύ των ατόμων του είναι ισχυρότερος. Με απλά λόγια, ο άνθρακας μπορεί να θεωρηθεί ανθρακική ίνα που θερμαίνεται σε ανθρακιοποίηση.
Χαρακτηριστικά και εφαρμογές άνθρακα
Μία από τις κύριες θετικές ιδιότητες του άνθρακα είναι η υψηλή αντοχή του, φτάνοντας τα 1500 kg / cu. μ. Στην περίπτωση αυτή, η αντοχή εφελκυσμού φτάνει τα 1800 mPa. Το όριο θερμοκρασίας αυτού του υλικού είναι + 2000 ° C. Τα νήματα από ίνες άνθρακα λειτουργούν καλά μόνο σε ένταση, οπότε η κατασκευή μιας άκαμπτης δομής είναι πολύ προβληματική. Ο άνθρακας είναι αρκετά εύθραυστος, καταρρέει κατά την πρόσκρουση, οπότε είναι σχεδόν αδύνατο να επισκευαστεί το εξάρτημα. Με συνεχή έκθεση στο υπεριώδες φως, οι ίνες άνθρακα χάνουν το αρχικό τους χρώμα. Ωστόσο, οι θετικές ιδιότητες υπερτερούν των μειονεκτημάτων. Αυτό επιβεβαιώνεται από την κατασκευή δίσκων φρένων, τακάκια για σπορ αυτοκίνητα από αυτό, για να μην αναφέρουμε τη διαστημική τεχνολογία.
Ένα από τα χαρακτηριστικά του άνθρακα είναι το ειδικό βάρος (ή η πυκνότητα του υφάσματος), εκφραζόμενο σε g / sq. μ. Αυτή η παράμετρος εξαρτάται από το πάχος της ίνας, η οποία μπορεί να περιέχει αρκετές χιλιάδες κλωστές. Για παράδειγμα, εάν η σήμανση περιέχει την ονομασία 2Κ, τότε υπάρχουν 2000 κλωστές στην ίνα. Ο πιο ανθεκτικός άνθρακας συντομογραφείται ως UHM. Εκτός από την πυκνότητα, ένα σημαντικό χαρακτηριστικό είναι ο τρόπος ύφανσης των νημάτων (απουσιάζει από το φθηνότερο υλικό).
Κατά τη ρύθμιση των οχημάτων, χρησιμοποιούνται πιο συχνά τύποι ύφανσης όπως Twill, Satin, Plain. Ο πιο κοινός αριθμός κλώνων σε ίνες είναι 1 έως 24K. Ο τελευταίος τύπος υφάσματος χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή στρατιωτικού εξοπλισμού υπό τεράστια πίεση.
