Tarix :28-05-2022  Mənbə: Fiber Kompozitlər

İdeal qrafit kristalının qəfəs quruluşu altıüzvlü halqa şəbəkəsi strukturunda karbon atomlarından ibarət çoxqatlı üst-üstə düşən struktur olan altıbucaqlı kristal sisteminə aiddir. Altı üzvlü halqada karbon atomları sp 2 hibrid şəklindədir

Əsas quruluş

İdeal qrafit kristalının qəfəs quruluşu altıüzvlü halqa şəbəkə quruluşundan ibarət karbon atomlarından ibarət altıbucaqlı kristal sisteminə aiddir. Altı üzvlü halqada karbon atomlarının sp 2 hibridləşməsi mövcuddur. Sp2 hibridləşməsində 1 2s elektron və 2 2p elektron hibridləşməsi var, üç ekvivalent o güclü bağ əmələ gətirir, rabitə məsafəsi 0,1421nm, orta rabitə enerjisi 627kJ/mol və əlaqə bucaqları bir-birinə 120-dir.

Eyni müstəvidə qalan saf 2p orbitalları üç o bağının yerləşdiyi müstəviyə perpendikulyardır və N rabitəsini təşkil edən karbon atomlarının N rabitələri bir-birinə paraleldir və üst-üstə düşərək böyük bir N əmələ gətirir. - istiqraz; n elektronda lokallaşdırılmamış elektronlar müstəviyə sərbəst paralel olaraq hərəkət edə bilir və ona keçirici xüsusiyyətlər verir. Onlar görünən işığı udaraq qrafiti qara edir. Qrafit təbəqələri arasında van der Waals qüvvəsi təbəqələr daxilindəki valentlik əlaqə qüvvəsindən xeyli azdır. Qatlar arasındakı məsafə 0,3354 nm, əlaqə enerjisi isə 5,4 kJ/mol təşkil edir. Qrafit təbəqələri altıbucaqlı simmetriyanın yarısı ilə pillələnir və hər bir təbəqədə təkrarlanır və ABAB əmələ gətirir.

Struktur [4] və onu Şəkil 2-5-də göstərildiyi kimi özünü yağlama və interlayer daxili qabiliyyəti ilə təmin edir. Karbon lifi üzvi lifdən karbonlaşma və qrafitləşmə yolu ilə əldə edilən mikrokristal daş-mürəkkəbli materialdır.

Karbon lifinin mikro strukturu polikristal xaotik qrafitin strukturuna aid olan süni qrafitinkinə bənzəyir. Qrafit strukturundan fərq atom təbəqələri arasında nizamsız köçürmə və fırlanmadadır (bax Şəkil 2-6). Altı elementli şəbəkə kovalent bağı əsasən lif oxuna paralel olan atom təbəqəsində bağlanır. Buna görə də, ümumiyyətlə, karbon lifinin lif oxunun hündürlüyü boyunca nizamsız bir qrafit strukturundan ibarət olduğuna inanılır və nəticədə çox yüksək eksenel dartılma modulu yaranır. Qrafitin lamel quruluşu əhəmiyyətli anizotropiyaya malikdir, bu da onun fiziki xüsusiyyətlərini də anizotropiya göstərir.

Karbon lifinin xüsusiyyətləri və tətbiqi

Karbon lifi filament, ştapel lif və ştapel lifə bölünə bilər. Mexanik xüsusiyyətlərə görə ümumi tip və yüksək performanslı tipə bölünür. Ümumi karbon lifinin gücü 1000 MPa, modulu təxminən 10OGPa-dır. Yüksək performanslı karbon lifi yüksək möhkəmlik növünə (güc 2000MPa, modul 250GPa) və yüksək modelə (300GPa-dan yuxarı modul) bölünür. 4000MPa-dan çox gücə ultra yüksək güc növü də deyilir; Modulu 450GPa-dan çox olanlara ultra yüksək modellər deyilir. Aerokosmik və aviasiya sənayesinin inkişafı ilə yüksək möhkəmlik və yüksək uzanan karbon lifi meydana çıxdı və onun uzanması 2% -dən çoxdur. Böyük miqdarda polipropilen göz PAN əsaslı karbon lifidir. Karbon lifi yüksək eksenel gücə və modula, sürünməyə, yaxşı yorğunluğa davamlılığa, qeyri-metal və metal arasında xüsusi istilik və elektrik keçiriciliyinə, kiçik istilik genişlənmə əmsalı, yaxşı korroziyaya davamlılıq, aşağı lif sıxlığı və yaxşı rentgen keçiriciliyinə malikdir. Bununla belə, onun zərbəyə davamlılığı zəifdir və asanlıqla zədələnir, oksidləşmə güclü turşunun təsiri altında baş verir və metal ilə birləşdikdə metalın karbonlaşması, karbürləşməsi və elektrokimyəvi korroziya baş verir. Nəticədə karbon lifi istifadə etməzdən əvvəl səthi müalicə edilməlidir.