Проводит ли углеродное волокно?

Углеродное волокно проводящее? Да, если он сделан правильно, то в некоторых отношениях он очень токопроводящий. Давайте углубимся в предмет, чтобы изучить свойства и потенциал этого удивительного полимера.

СВЯЗАННЫЕ С:Что такое кованое углеродное волокно? Полное руководство по кованым композитам

В этой статье:

1. Что такое углеродное волокно?
   
2. Как производится углеродное волокно?
3. Проводит ли углеродное волокно само по себе?
4. Как сделать углеродное волокно более проводящим?
5. Проводит ли углеродное волокно по сравнению с металлом?
6. Как используется проводящее углеродное волокно?

Что такое углеродное волокно?

Углеродные волокна представляют собой графитоподобные углеродные звенья с длинной цепью, имеющие сетчатую структуру. Длинноцепочечные сетчатые единицы углерода возникают из-за свойства связывания атомов углерода, то есть связи атомов одного и того же элемента.

Томасу Элве Эдисону приписывают создание первой углеродной нити для тестирования электрической нити лампы с использованием натурального хлопка.

Прекурсоры - это необработанные элементы, используемые при производстве углеродных волокон.

Как производится углеродное волокно?

Большая часть углеродного волокна производится из полиакрилонитрила или PAN. При этом волокнистый лист подвергается настолько сильному нагреву, что сгорает почти все, кроме самого углерода.

Шаги по производству нормальных углеродных волокон:

1. Полимеризация:чтобы получить длинноцепочечный полимер, предшественник полимеризуется.

2:Прядение:после этого из полимера прядут длинные волокна. Обычно используются химические и механические процедуры.

3:Окисление:волокно стабилизируется путем нагревания на воздухе. Он поглощает кислород из воздуха и подвергается сложному процессу атомной перегруппировки для стабилизации волокна.

4. Карбонизация:в отсутствие кислорода высокотемпературная обработка окисленных и стабилизированных волокон способствует потере неуглеродных атомов, что приводит к образованию плотно упакованного углеродного волокна.

5:Обработка поверхности:Карбонизированные волокна плохо связываются, что затрудняет их слияние с эпоксидными смолами для получения композита. Чтобы получить эту связывающую способность, поверхность обрабатывают соответствующими химическими веществами.

6:Калибровка:для защиты волокна покрыты эпоксидной смолой, нейлоном, полиэстером и другими материалами. Это называется калибровкой.

Затем необработанный лист углеродного волокна объединяется с другими металлами (важная часть понимания проводимости углеродного волокна), а полученное соединение обрабатывается и калибруется с помощью химических процессов.

Процесс сложный и, следовательно, дорогостоящий.

СВЯЗАННЫЕ:5 забавных вариантов использования листов из углеродного волокна

Проводит ли углеродное волокно само по себе?

Нет, углеродное волокно не является слишком проводящим, когда оно не сочетается ни с чем другим, ни с точки зрения теплопроводности, ни с точки зрения электропроводности.

Что касается теплопроводности (способности проводить тепло), углеродное волокно является средним. Относительно высококачественное углеродное волокно имеет примерно такую ​​же теплопроводность, как кремний, и даже самое лучшее углеродное волокно имеет меньшую проводимость, чем алюминий.

Обычное старое углеродное волокно немного лучше, когда дело доходит до электропроводности, хотя оно все же не такое проводящее, как большинство металлов. Когда он используется в качестве электрического проводника, лучше всего модифицировать углеродное волокно, сплетая его вместе с другими металлами или создавая более электропроводящий углеродный аллотроп, такой как алмаз или графит.

Как сделать углеродное волокно более проводящим?

Чтобы увеличить электрическую проводимость, углеродное волокно следует обработать другими материалами после его изоляции. Лучшими соединениями для сочетания с углеродным волокном для увеличения проводимости являются латекс для ионной проводимости (через жидкость) и микрокремнезем для электронной проводимости (через твердое тело).

Есть углеродные аллотропы, которые проводят тепло намного лучше, чем углеродное волокно - в частности, алмаз проводит тепло в 100 раз эффективнее, чем простое углеродное волокно. Создать эти аллотропы непросто, но существуют процессы, включающие давление, тепло и другие химические реакции, которые делают эти преобразования возможными. Если углеродное волокно обработать этими углеродными аллотропами, когда они будут готовы, теплопроводность углеродного волокна может увеличиться во много раз.

Итак, является ли углеродное волокно проводящим? Не так много в исходном состоянии, но это можно легко изменить с помощью небольшой науки.

СВЯЗАННЫЕ С:для чего используется углеродная пленка?

Является ли углеродное волокно проводящим по сравнению с металлом?

Не само по себе, нет. Однако при обработке другими металлами это не так.

Само по себе углеродное волокно не является лучшим проводником электричества по сравнению с металлом. Фактически, большинство металлов проводят электричество примерно в 1000 раз больше, чем простое углеродное волокно. Даже при обработке других материалов углеродное волокно по-прежнему не так хорошо, как металл, когда дело доходит до проводимости электричества. Такие металлы, как серебро, алюминий и медь, особенно хорошо проводят электричество, при этом примерно в 100 раз быстрее, чем углеродное волокно, обработанное хорошими проводниками.

Проведение тепловой энергии - это совсем другое дело. При правильном изготовлении и правильном обращении углеродное волокно на самом деле обладает большей теплопроводностью, чем такой металл с высокой проводимостью, как медь.

Как используются проводящие углеродные волокна?

Обработанное углеродное волокно используется в предметах роскоши, таких как шлемы и чемоданы, которые отличаются легкостью и прочностью. Но проводимость углеродного волокна проявляется в более промышленных сферах применения, таких как сайдинг контейнеров в инженерных и аэрокосмических проектах.

Наука все еще работает над улучшением электропроводности углеродного волокна. Ожидается, что изделия из углеродного волокна в будущем будут в гораздо большей степени использоваться в качестве проводников благодаря своей исключительной прочности, термостойкости, легкости и небольшому размеру по сравнению с металлическими проводами.

Углеродное волокно обладает множеством удивительных качеств. Одно из них - его удивительные свойства в качестве проводника тепла или электричества при работе с другими металлическими композитами.

ВЫ КОГДА-ЛИБО ИСПЫТАЛИ ПРОДУКТ ИЗ УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА ДЛЯ СЕБЯ? ЕСЛИ НЕТ (ИЛИ ВЫ ХОТИТЕ ДОБАВИТЬ ДРУГОЙ ЧАСТЬ К ВАШЕЙ КОЛЛЕКЦИИ), ЗАТЕМ ПОСЕТИТЕ НАШ МАГАЗИН И УЗНАЙТЕ ОТВЕТ НА ВАШ СОБСТВЕННЫЙ ОТВЕТ НА ВОПРОС, ПРОВОДИМО ЛИ УГЛЕРОДНОЕ ВОЛОКНО?

Заинтересованы в других продуктах из УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА? Посетите наш магазин и ознакомьтесь с нашими избранными коллекциями!

Личные аксессуары, аксессуары для одежды, ювелирные изделия, дом и офис, техника, путешествия, подарки и многое другое!

ВВЕРХ ДАЛЕЕ:

• Углеродное волокно, которого вы никогда раньше не видели
• Узнайте, как сделать свои собственные детали из углеродного волокна:стартовый набор из углеродного волокна
• Цветное углеродное волокно - это обычно техалиум, но что такое техалиум?

Читайте больше БЛОГОВ ПО УГЛЕРОДНОМУ ВОЛОКНОМУ

Блог Carbon Fiber Gear - блог об образе жизни для энтузиастов углеродного волокна, в котором мы обсуждаем механизмы, производство и новости из углеродного волокна. Мы рассмотрим самые крутые продукты из углеродного волокна, лучшие идеи для подарков и варианты использования углеродного волокна.