Fecha :2022-05-28 Fuente: Compuestos de fibra

La estructura reticular del cristal de grafito ideal pertenece al sistema de cristal hexagonal, que es una estructura superpuesta de múltiples capas compuesta de átomos de carbono en una estructura de red de anillos de seis miembros. En el anillo de seis miembros, los átomos de carbono están en forma de híbrido sp 2

Estructura basica

La estructura reticular del cristal de grafito ideal pertenece al sistema de cristal hexagonal, que se compone de átomos de carbono compuestos por una estructura de red de anillos de seis miembros. En el anillo de seis miembros, los átomos de carbono son sp 2 existe hibridación. En la hibridación sp2, hay una hibridación de 1 electrón 2s y 2 electrones 2p, formando tres enlaces equivalentes o fuertes, la distancia de enlace es 0.1421nm, la energía de enlace promedio es 627kJ/mol y los ángulos de enlace son 120 entre sí.

Los orbitales 2p puros restantes en el mismo plano son perpendiculares al plano donde se encuentran los tres enlaces o, y los enlaces N de los átomos de carbono que forman el enlace N son paralelos entre sí y se superponen para formar un N grande. -vínculo; Los electrones no localizados en el electrón n pueden moverse libremente paralelos al plano, dándole propiedades conductoras. Pueden absorber la luz visible, haciendo que el grafito se vuelva negro. La fuerza de van der Waals entre las capas de grafito es mucho menor que la fuerza de enlace de valencia dentro de las capas. El espacio entre las capas es de 0,3354 nm y la energía de enlace es de 5,4 kJ/mol. Las capas de grafito están escalonadas por la mitad de la simetría hexagonal y se repiten cada dos capas, formando ABAB.

Estructura [4], y dotándola de autolubricación y capacidad interna entre capas, como se muestra en la Figura 2-5. La fibra de carbono es un material de tinta de piedra microcristalina obtenido a partir de fibra orgánica por carbonización y grafitización.

La microestructura de la fibra de carbono es similar a la del grafito artificial, que pertenece a la estructura del grafito caótico policristalino. La diferencia con la estructura del grafito radica en la traslación y rotación irregulares entre las capas atómicas (ver Figura 2-6). El enlace covalente de la red de seis elementos está unido en la capa atómica de, que es básicamente paralela al eje de la fibra. Por lo tanto, generalmente se cree que la fibra de carbono está compuesta por una estructura de grafito desordenada a lo largo de la altura del eje de la fibra, lo que da como resultado un módulo de tracción axial muy alto. La estructura laminar del grafito tiene una anisotropía importante, lo que hace que sus propiedades físicas también presenten anisotropía.

Propiedades y aplicaciones de la fibra de carbono

La fibra de carbono se puede dividir en filamento, fibra cortada y fibra cortada. Las propiedades mecánicas se dividen en tipo general y tipo de alto rendimiento. La resistencia general de la fibra de carbono es de 1000 MPa, el módulo es de aproximadamente 10OGPa. La fibra de carbono de alto rendimiento se divide en tipo de alta resistencia (resistencia 2000MPa, módulo 250GPa) y modelo alto (módulo superior a 300GPa). La fuerza superior a 4000 MPa también se denomina tipo de resistencia ultra alta; Los que tienen un módulo superior a 450GPa se denominan modelos ultraaltos. Con el desarrollo de la industria aeroespacial y de aviación, ha aparecido fibra de carbono de alta resistencia y alta elongación, y su elongación es superior al 2%. La gran cantidad es ojo de polipropileno a base de fibra de carbono PAN. La fibra de carbono tiene alta resistencia axial y módulo, sin fluencia, buena resistencia a la fatiga, calor específico y conductividad eléctrica entre el no metal y el metal, un pequeño coeficiente de expansión térmica, buena resistencia a la corrosión, baja densidad de fibra y buena transmisión de rayos X. Sin embargo, su resistencia al impacto es pobre y fácil de dañar, la oxidación ocurre bajo la acción de un ácido fuerte y la carbonización del metal, la carburación y la corrosión electroquímica ocurren cuando se combina con el metal. Como resultado, la fibra de carbono debe recibir un tratamiento superficial antes de su uso.