Углеродное волокно (карбоновое волокно, carbon fiber, графитовое волокно, графитосодержащее волокно) представляет собой волокна диаметром от 5 до 10 микрометров, состоящие в основном из атомов углерода.
Для производства углеродного волокна атомы углерода соединяются в кристаллы, которые располагаются более или менее параллельно длинной оси волокна, поскольку такая кристаллическая структура придает волокну высокое соотношение прочности к объему (другими словами, оно прочное для своего размера). Несколько тысяч углеродных волокон соединяются вместе, образуя прядь, которая может использоваться сама по себе или вплетаться в ткань.
Углеродные волокна обычно комбинируют с другими материалами, чтобы получить композитный материал. Например, при пропитке пластичной смолой и запекании образуется полимер, армированный углеродным волокном (часто называемый карбоновым волокном), который обладает очень высоким соотношением прочности к весу и является чрезвычайно жестким, хотя и несколько хрупким. Углеродные волокна также комбинируют с другими материалами, такими как графит, для получения армированных углерод-углеродных композитов, которые обладают очень высокой термостойкостью.
К недостаткам можно отнести, что они относительно дороги по сравнению с аналогичными волокнами, такими как стекловолокно, базальтовые волокна или пластиковые волокна.
У углеродных волокон есть несколько преимуществ: высокая жесткость, высокая прочность на растяжение, высокое отношение прочности к весу, высокая химическая стойкость, устойчивость к высоким температурам и низкое тепловое расширение.
Углеродное волокно применяется в следующих отраслях:
Стоительство
Углеродное волокно с превосходной устойчивостью к старению, влажности, теплу и коррозии имеет постоянную надежность при любых погодных условиях. Применение углеродного волокна в инженерных сооружениях, таких как мосты, туннели, морские сооружения и немагнитные здания, может повысить безопасность и сейсмические характеристики, а также уменьшить вес и объем конструкции.
Электронные товары
Легкое углеродное волокно может удовлетворить тенденцию развития небольших, легких и портативных электрических продуктов и может широко применяться в ноутбуках и телевизорах. Более того, композиты из углеродного волокна обладают особыми свойствами, такими как электропроводность, теплопроводность, сильное пропускание рентгеновских лучей и поглощение электромагнитных волн, что имеет потенциал огромного применения.
Аэрокосмическая промышленность
Суровые условия применения в аэрокосмической отрасли предъявляют высокие требования к конструкционным материалам, таким как прочность на растяжение, сжатие, ударопрочность, усталость и другие свойства конструкционных материалов. В области аэрокосмической отрасли композиты из углеродного волокна в основном используются в конструкционных материалах самолетов (составляя около 30% веса самолета), достигая 20% - 40% снижения веса конструкционных материалов самолета и 6% - 12% снижения общего веса самолета. В области космонавтики углеродное волокно в основном используется в качестве теплостойких материалов и интегрированных структурно-функциональных материалов, что может значительно снизить стартовый вес космических аппаратов, экономя стоимость запуска и увеличивая эффективную дальность полета.
Сосуды высокого давления
Обернутые углеродным волокном цилиндры имеют широкие перспективы применения в области сосудов высокого давления благодаря их малому весу, хорошей технологичности, безопасности, надежности и более эффективному хранению, и в настоящее время в основном используются в резервуарах для хранения природного газа и водорода, резервуарах для хранения высокого давления, ракетных двигателях. С развитием индустриализации применения водородной энергетики растет спрос на углеродное волокно, используемое для сосудов высокого давления.
Ветроэнергетика
С ростом мощности ветряных турбин, особенно стимулированием спроса со стороны морских ветряных турбин, тенденция к более крупным турбинам продолжается во всем мире. Сопровождаясь более крупными ветряными турбинами, лопасти на основе стекловолокна не могут удовлетворить растущие требования к масштабу и легкости. Таким образом, углеродное волокно с более выдающейся плотностью и жесткостью становится более идеальным выбором. При условии соответствия требованиям жесткости и прочности, ветряные лопасти, изготовленные из углеродного волокна, более чем на 30% легче лопастей из стекловолокна.
Спортивное оборудование и инвентарь
Характеристики углеродного волокна - высокая прочность и высокий модуль, которые делают композиты из углеродного волокна легкими и высокожесткими. Поэтому они имеют непревзойденные преимущества в области спорта и спортивного инвентаря. Люди могут получить замечательный опыт, используя композиты из углеродного волокна. Углеродное волокно широко используется в спорте высокого уровня, например, в гольф-клубах, теннисных ракетках, удочках, велосипедах, гоночных автомобилях, лыжах и т. д. Вес клюшек для гольфа, изготовленных из композитов из углеродного волокна, почти на 50% меньше, чем у металлических стержней.
Автомобильная промышленность
По сравнению с металлическим материалом, композиты из углеродного волокна в автомобиле и его деталях могут быть реализованы с потерей веса 100-350 кг. Преимущества композитов из углеродного волокна - общая форма, хороший дизайн, хорошие характеристики амортизации. Это единственный пройденный путь к облегчению веса автомобиля.
Железнодорожный транспорт
С более высокими требованиями к конструкции, железнодорожный транспорт должен обеспечивать постоянное улучшение качества для повышения комфорта езды, улучшения грузоподъемности транспортного средства и снижения энергопотребления при эксплуатации поезда. Легкость, энергосбережение являются важными ориентирами для разработки железнодорожного транспорта. Обладая превосходными свойствами легкого веса, высокой прочности, поглощения энергии, ударопрочности и высокой устойчивости к атмосферным воздействиям, композитные углеродные волокна были применены для обтекаемой обшивки потолка, отсека оборудования, каркаса сидений и других несущих конструктивных частей поездов, а также для деталей внутренней и внешней отделки, таких как обшивка, стеновые панели и панели крыши.
Кабели с углеродным сердечником
Проводник из углеродного волокна (алюминиевый проводник с композитным сердечником) изготавливается из стержня из углеродного волокна, внешнего слоя из алюминия, поперечное сечение между внешним слоем и прилегающим внешним проводом имеет трапециевидную форму. Кабель с углеродным сердечником имеет ряд преимуществ, таких как хорошая устойчивость к высоким температурам, большая грузоподъемность, высокая прочность на разрыв, легкий вес, низкая стоимость, предотвращает провисание опоры и уменьшает занимаемую площадь.
Купить углеродное волокно можно по телефону +7 (4922) 38-51-82. Сеть складов для самовывоза: Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Владимир, Нижний-Новгород, Тамбов, Тольятти, Самара, Новокуйбышевск, Казань, Ульяновск, Тверь, Ростов-на-Дону, Новороссийск, Пермь, Новосибирск, Иркутск, Владивосток. Заказать доставку по России, в Беларусь и Казахстан.