Nyumba za kaboni: mali, picha, kupata, matumizi

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:42

Sekta za hali ya juu na ujenzi hivi majuzi zimebobea katika teknolojia nyingi mpya, nyingi zikiwa zinahusishwa na nyenzo za ubunifu. Mtumiaji wa kawaida anaweza kuona udhihirisho wa mchakato huu kwa mfano wa vifaa vya ujenzi na kuingizwa kwa composites. Pia katika sekta ya magari, vipengele vya kaboni vinaletwa vinavyoongeza utendaji wa magari ya michezo. Na hii sio maeneo yote ambayo fiber kaboni hutumiwa. Msingi wa sehemu hii ni nyuzi za kaboni, picha ambayo imewasilishwa hapa chini. Kwa kweli, upekee na usambazaji amilifu wa mchanganyiko wa kizazi kipya uko katika sifa za kiufundi na za kimaumbile zisizo na kifani.

Teknolojia ya utayarishaji

Kwa ajili ya utengenezaji wa nyenzo, malighafi hutumika katika umbo la nyuzi asilia au kemikali za asili ya kikaboni. Zaidi ya hayo, kama matokeo ya usindikaji maalum, atomi za kaboni pekee zinabaki kutoka kwa kazi ya awali. Nguvu kuu ya ushawishi ni joto. Mchakato wa kiteknolojia unahusisha utekelezaji wa hatua kadhaa za matibabu ya joto. Katika hatua ya kwanza, muundo wa msingi hutiwa oksidi chini ya hali ya joto hadi 250 ° C. Kwenye ijayoKatika hatua, uzalishaji wa nyuzi za kaboni hupita kwenye utaratibu wa kaboni, kama matokeo ya ambayo nyenzo huwashwa katika mazingira ya nitrojeni kwenye joto la juu hadi 1500 ° C. Kwa hivyo, muundo unaofanana na grafiti huundwa. Mchakato mzima wa utengenezaji unakamilishwa na matibabu ya mwisho kwa njia ya graphitization katika 3000 °C. Katika hatua hii, maudhui ya kaboni safi katika nyuzi hufikia 99%.

nyuzi ya kaboni inatumika wapi?

Iwapo katika miaka ya kwanza ya umaarufu nyenzo zilitumika katika maeneo maalumu pekee, leo kuna upanuzi wa uzalishaji ambapo nyuzi hizi za kemikali hutumiwa. Nyenzo hizo ni za plastiki kabisa na nyingi kwa suala la uwezekano wa unyonyaji. Kwa uwezekano mkubwa, upeo wa nyuzi hizo zitapanua, lakini leo aina za msingi za uwasilishaji wa nyenzo kwenye soko zimechukua sura. Hasa, tunaweza kutambua tasnia ya ujenzi, dawa, utengenezaji wa uhandisi wa umeme, vifaa vya nyumbani, nk. Kuhusu maeneo maalum, utumiaji wa nyuzi za kaboni bado ni muhimu kwa watengenezaji wa vifaa vya ndege, elektroni za matibabu na vifaa vya kunyonya rada.

Aina za uzalishaji

Kwanza kabisa, hizi ni bidhaa za nguo zinazostahimili joto, kati ya hizo tunaweza kutofautisha vitambaa, nyuzi, nguo za kuunganisha, kuhisi, n.k. Mwelekeo wa kiteknolojia zaidi ni utengenezaji wa composites. Labda hii ndio sehemu pana zaidi ambayo nyuzi za kaboni huwakilishwa kama msingi wa bidhaa za uzalishaji wa serial.uzalishaji. Hasa, hizi ni fani, vitengo vinavyopinga joto, sehemu na vipengele mbalimbali vinavyofanya kazi katika mazingira ya fujo. Mara nyingi composites zinalenga soko la magari, hata hivyo, sekta ya ujenzi pia iko tayari kuzingatia mapendekezo mapya kutoka kwa watengenezaji wa nyuzi hizi za kemikali.

Nyenzo

Maalum ya teknolojia ya kupata nyenzo yaliacha alama yake kwenye utendakazi wa nyuzi. Matokeo yake, utulivu wa juu wa joto umekuwa kipengele kikuu cha kutofautisha cha muundo wa bidhaa hizo. Mbali na athari za joto, nyenzo pia ni sugu kwa mazingira ya fujo ya kemikali. Kweli, ikiwa oksijeni iko wakati wa mchakato wa oxidation inapokanzwa, hii ina athari mbaya kwenye nyuzi. Lakini nguvu ya mitambo ya fiber kaboni inaweza kushindana na nyenzo nyingi za jadi ambazo zinachukuliwa kuwa ngumu na zinazopinga uharibifu. Ubora huu hutamkwa haswa katika bidhaa za kaboni. Mali nyingine ambayo inahitajika kati ya wanateknolojia wa bidhaa mbalimbali ni uwezo wa kunyonya. Kutokana na uso amilifu, nyuzinyuzi hii inaweza kuzingatiwa kama mfumo bora wa kichocheo.

Watayarishaji

Viongozi katika sehemu hiyo ni makampuni ya Marekani, Japan na Ujerumani. Teknolojia za Kirusi katika eneo hili hazijatengenezwa katika miaka ya hivi karibuni na bado zinategemea maendeleo ya zama za Soviet. Hadi leo, nusuNyuzi zinazozalishwa duniani zinahesabiwa na makampuni ya Kijapani Mitsubishi, Kureha, Teijin, na wengine. Sehemu nyingine imegawanywa kati ya Wajerumani na Wamarekani. Kwa mfano, upande wa Marekani ni Cytec, na nchini Ujerumani nyuzi za kaboni huzalishwa na SGL. Sio muda mrefu uliopita, kampuni ya Taiwan ya Formosa Plastics iliingia kwenye orodha ya viongozi katika eneo hili. Kwa ajili ya uzalishaji wa ndani, makampuni mawili tu yanahusika katika maendeleo ya composites - Argon na Khimvolokno. Wakati huo huo, wajasiriamali wa Belarusi na Ukraini wamepata mafanikio makubwa katika miaka ya hivi karibuni, kwa kumiliki maeneo mapya ya matumizi ya kibiashara ya nyuzi za kaboni.

Mustakabali wa nyuzi za kaboni

Kwa kuwa baadhi ya aina za CFRP hivi karibuni zitaruhusu uzalishaji wa bidhaa zinazoweza kudumisha muundo wao asili kwa mamilioni ya miaka, wataalamu wengi wanatabiri uzalishaji kupita kiasi wa bidhaa hizo. Licha ya hili, makampuni yenye nia yanaendelea kupigia uboreshaji wa teknolojia. Na hii ni haki kwa kiasi kikubwa, kwani mali ya nyuzi za kaboni ni amri ya ukubwa wa juu kuliko yale ya vifaa vya jadi. Inatosha kukumbuka nguvu na upinzani wa joto. Kulingana na faida hizi, watengenezaji wanachunguza maeneo mapya ya maendeleo. Utangulizi wa nyenzo, uwezekano mkubwa, hautashughulikia maeneo maalum tu, bali pia maeneo ya karibu na watumiaji wa wingi. Kwa mfano, vipengele vya kawaida vya plastiki, alumini na mbao vinaweza kubadilishwa na nyuzinyuzi za kaboni, ambazo zitapita nyenzo za kawaida katika idadi ya sifa za utendakazi.

Hitimisho

Mambo mengi huzuia utumizi mkubwa wa nyuzi bunifu zinazotengenezwa na binadamu. Moja ya muhimu zaidi ni gharama kubwa. Kwa kuwa nyuzi za kaboni zinahitaji matumizi ya vifaa vya hali ya juu kwa utengenezaji, sio kila kampuni inaweza kumudu kuipata. Lakini hii sio jambo muhimu zaidi. Ukweli ni kwamba sio wazalishaji wote wanaovutiwa na mabadiliko makubwa kama haya katika ubora wa bidhaa. Kwa hiyo, wakati wa kuongeza uimara wa kipengele kimoja cha miundombinu, mtengenezaji hawezi daima kufanya uboreshaji sawa kwenye vipengele vya karibu. Matokeo yake ni usawa unaobatilisha mafanikio yote ya teknolojia mpya.