Data: 2022-05-28  Fonte: Fibre Composites

A struttura di lattice di u cristallu di grafite ideale appartene à u sistema di cristalli esagonale, chì hè una struttura superposta multi-layer composta da atomi di carbonu in una struttura di rete di sei membri. In l'anellu di sei membri, l'atomi di carbone sò in forma di sp 2 hybrid

Struttura basica

A struttura di lattice di u cristallu di grafite ideale appartene à u sistema di cristalli esagonale, chì hè cumpostu di atomi di carbone cumpostu da una struttura di rete di sei membri. In l'anellu di sei membri, l'atomi di carbone sò sp 2 hybridization esiste. In l'ibridazione sp2, ci sò l'ibridazione di l'elettroni 1 2s è 2p 2p, chì formanu trè ligami equivalenti o forti, a distanza di u ligame hè 0.1421nm, l'energia media di u ligame hè 627kJ / mol è l'anguli di ligame sò 120 l'un l'altru.

L'orbitali 2p puri rimanenti in u stessu pianu sò perpendiculari à u pianu induve si trovanu i trè ligami o, è i ligami N di l'atomi di carbone chì custituiscenu u ligame N sò paralleli l'un à l'altru è si sovrapponenu per furmà un grande N. - legame; L'elettroni non-localizzati nantu à l'elettrone n ponu spustà liberamente in parallelu à u pianu, dendu proprietà conduttive. Puderanu assorbe a luce visibile, facendu grafite neru. A forza di van der Waals trà i strati di grafite hè assai menu di a forza di valenza in i strati. U spaziu trà i strati hè 0.3354nm, è l'energia di ligame hè 5.4kJ / mol. I strati di grafite sò scavalcati da a mità di a simmetria esagonale è ripetuti in ogni altru stratu, furmendu ABAB.

Structure [4], è dotendu cù autolubricazione è capacità interna interlayer, cum'è mostra in Figura 2-5. A fibra di carbonu hè un materiale microcristalinu d'inchiostro di petra ottenutu da fibra organica per carbonizazione è grafitizazione.

A microstruttura di fibra di carbone hè simile à quella di grafite artificiale, chì appartene à a struttura di grafite caòticu policristallino. A diferenza da a struttura di grafite si trova in a traduzzione irregulare è a rotazione trà i strati atomichi (vede Figura 2-6). U ligame covalente di a reta di sei elementi hè ligatu in u stratu atomicu di - chì hè basicamente parallelu à l'assi di fibra. Per quessa, hè generalmente cridutu chì a fibra di carbone hè cumpostu da una struttura di grafite disordinata longu à l'altitudine di l'assi di a fibra, risultatu in un modulu di tensione axial assai altu. A struttura lamellare di grafite hà una anisotropia significativa, chì face chì e so proprietà fisiche mostranu ancu anisotropia.

Pruprietà è applicazioni di fibra di carbone

A fibra di carbone pò esse divisa in filamentu, fibra di fioru è fibra di fioru. E proprietà meccaniche sò spartuti in u tipu generale è u tipu d'altu rendiment. A forza generale di fibra di carbone hè 1000 MPa, u modulu hè di circa 10OGPa. Fibra di carboniu d'altu rendiment hè divisu in un tipu d'alta forza (forza 2000MPa, modulu 250GPa) è mudellu altu (modulus sopra 300GPa). Forza più grande di 4000MPa hè ancu chjamatu tipu ultra-alta forza; Quelli chì anu un modulu più grande di 450GPa sò chjamati mudelli ultra-high. Cù u sviluppu di l'industria aerospaziale è di l'aviazione, a fibra di carbone di alta forza è allungamentu hè apparsu, è u so allungamentu hè più grande di 2%. A grande quantità hè fibra di carbonu basata in polypropylene eye PAN. A fibra di carbonu hà una forza è un modulu assiali elevati, senza creep, bona resistenza à a fatigue, calore specificu è conduttività elettrica trà non-metallu è metallu, un picculu coefficient di espansione termale, bona resistenza à a corrosione, bassa densità di fibra è una bona trasmissione di raghji X. Tuttavia, a so resistenza à l'impattu hè povira è faciule di dannu, l'ossidazione si trova sottu à l'azzione di l'acidu forte, è a carbonizazione di metalli, a carburizazione è a corrosione elettrochimica si trovanu quandu sò cumminati cù metalli. In u risultatu, a fibra di carbone deve esse trattata a superficia prima di l'usu.