Co je uhlíková tkanina? Aplikace uhlíkové tkaniny v různých oblastech činnosti

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Co je uhlíková tkanina? Jedná se o materiál, který se skládá z extrémně lehkých a pevných vláken vyztuženého polymeru. Ve svém jádru je tento polymer dlouhý řetězec molekul držených pohromadě atomy uhlíku. Typicky je polymer používaný k výrobě uhlíkové tkaniny z devadesáti procent uhlík smíchaný s deseti procenty různých přísad.

Produkty od různých výrobců se mohou navzájem lišit - v závislosti na zesíleném polymeru použitém při výrobě a kombinacích surovin. Přesné složení uhlíkové tkaniny zpravidla není zveřejněno. Koneckonců, toto je obchodní tajemství.

Výroba uhlíkové tkaniny

Výroba uhlíkové tkaniny začíná tažením do tenkých vláken vyztužených polymerů. Dále se nitě získané v procesu tažení navinou na cívky a poté se z nich pomocí speciálních tkalcovských stavů utká samotná látka. Pouze pět až deset mikronůkaždý závit má průměr a přesto je velmi pevný.

Uhlíková tkanina je pravděpodobně nejpevnější tkaný materiál, který je dnes k dispozici.

Aplikace

Použití uhlíkové tkaniny může být neomezené. Kde se uplatňuje? Nejčastěji se používá tam, kde je požadována nízká hmotnost, vysoká vodivost, vysoká pevnost. Vzhledem k tomu, že uhlíková tkanina může mít různé kvality, její použití do značné míry závisí na složení a třídě tkaniny. Například nejvyšší kvalita tohoto vlákna se používá v leteckém průmyslu.

Stavebnictví

V konstrukci je v systému vnější výztuže použita ultratenká uhlíková tkanina. Při opravách nosných konstrukcí umožňuje použití uhlíkové tkaniny a epoxidového pojiva provést rekonstrukci v krátkém čase a výrazně snižuje mzdové náklady ve srovnání s tradičními metodami. Navzdory skutečnosti, že doba opravy se několikrát zkrátí, životnost konstrukce se také několikrát zvýší. Nosná funkce konstrukce je nejen obnovena, ale také několikanásobně zvýšena.

Letectví

K čemu je uhlíková tkanina v letectví? Slouží k vytváření jednodílných kompozitních dílů, používají se i karbonové materiály. Výsledné produkty, vyznačující se lehkostí a pevností, umožňují nahradit hliníkové slitiny uhlíkovými vlákny. Při hmotnosti pětkrát nižší než hliníkové díly mají kompozitní díly větší pružnost, pevnost a odolnost vůči tlaku.

Industry

Uhlíkové plasty se také používají v jaderném průmyslu k výrobě energetických reaktorů, kde hlavním požadavkem na použité materiály je jejich radiační odolnost, odolnost vůči vysokým teplotám a tlaku. Všechny tyto vlastnosti má karbonová tkanina. Kromě toho je zvláštní pozornost v jaderném průmyslu věnována pevnosti vnějších konstrukcí, takže tkanina je také široce používána v systému vnější výztuže.

CFRP

Uhlík (neboli uhlíkové vlákno) se v automobilovém průmyslu používá jak k výrobě jednotlivých komponentů a dílů, tak k výrobě celých karoserií automobilů. Vysoký poměr pevnosti a hmotnosti umožňuje výrobcům vytvářet bezpečná a úsporná vozidla: snížení hmotnosti vozidla díky uhlíkovým vláknům snižuje emise CO2 o 16 %. Protože došlo k několikanásobnému snížení spotřeby paliva.

Poměrně silnou pozici zaujímají kompozitní materiály v civilním leteckém průmyslu. Vysoké nároky na ně klade velká zátěž vesmírných letů. Uhlíková vlákna a materiály z nich vyrobené fungují v podmínkách vysokých i nízkých teplot a tlaků, pod vlivem záření, při vysokém zatížení vibracemi atd.

Při stavbě lodí jsou plasty vyztužené uhlíkovými vlákny nejlepšími součástmi pro navrhování a vytváření nových materiálů a konstrukcí z nich kvůli jejich odolnosti proti korozi, vysoké specifické pevnosti, nemagnetismu, nízké tepelné vodivosti a vysoké odolnosti proti nárazu. VýběrTento konkrétní materiál je způsoben možností kombinace vysoké chemické inertnosti a pevnosti v něm, stejně jako zvukové, vibrační a rádiové absorpce, což umožňuje jeho použití při výrobě konstrukcí různých typů civilních lodí.

Ve světové praxi je větrná energie jednou z nejvýznamnějších oblastí, kde se využívá uhlíkový materiál. Tento průmysl je v Rusku v plenkách, i když větrné mlýny se objevují po celém světě: v pobřežních oblastech, v neobydlených oblastech a na pobřežních plošinách. Nepřekonatelná síla a lehkost uhlíkových vláken umožnila vytvořit delší čepele. Na druhé straně se staly energeticky účinnějšími.

CFRP jsou také široce používány v železničním průmyslu. Pevnost a lehkost materiálu přispívá k odlehčení konstrukcí železničních vozů, což umožňuje snížit celkovou hmotnost vlaku, prodloužit jeho délku a zlepšit rychlostní vlastnosti.

Uhlíkové vlákno lze také použít při stavbě železničních tratí a při stavbě železničních tratí: délka drátů zvýší vysokou pevnost v ohybu, což sníží počet potřebných podpěr a zároveň čas, snižte riziko prověšení.

Kompozitní materiály jsou intenzivně zařazovány do obvyklého způsobu života každého člověka. Vzniká z nich mnoho spotřebního zboží: sportovní vybavení a vybavení, předměty do interiéru, domácí spotřebiče, počítače a mnoho dalšího.