Data :2022-05-28  Iturria: Fiber Composites

Grafito-kristal idealaren sare-egitura kristal-sistema hexagonalari dagokio, hau da, sei kideko eraztun-sare-egitura batean karbono-atomoz osatutako geruza anitzeko egitura bat da. Sei kideko eraztunean, karbono-atomoak sp 2 hibrido moduan daude

Oinarrizko egitura

Grafito-kristal idealaren sare-egitura kristal-sistema hexagonalari dagokio, sei kideko eraztun-sare-egituraz osatutako karbono-atomoz osatuta dagoena. Sei kideko eraztunean, karbono-atomoak sp 2 hibridazioa dago. Sp2 hibridazioan, 1 2s elektroi eta 2 2p elektroi hibridazioa daude, hiru lotura sendo baliokide osatuz, lotura distantzia 0,1421 nm da, batez besteko lotura-energia 627 kJ/mol eta lotura angeluak 120 elkarren artean.

Plano bereko gainerako 2p orbital puruak hiru o loturak dauden planoarekiko perpendikularrak dira, eta N lotura osatzen duten karbono atomoen N loturak elkarren paraleloak dira eta gainjartzen dira N handi bat eratzeko. -lotura; n elektroiaren elektroi ez-lokalizatuak planoarekiko paraleloki libre mugi daitezke, propietate eroaleak emanez. Argi ikusgaia xurga dezakete, grafitoa beltza bihurtuz. Grafito geruzen arteko van der Waals indarra geruzen barruko balentzia-lotura-indarra baino askoz txikiagoa da. Geruzen arteko tartea 0,3354 nm da, eta lotura-energia 5,4 kJ/mol. Grafito geruzak simetria hexagonalaren erdia mailakatuta daude eta beste geruza guztietan errepikatzen dira, ABAB osatuz.

Egitura [4], eta auto-lubrikatzeko eta geruzen arteko barne-gaitasunaz hornituz, 2-5 irudian ikusten den moduan. Karbono-zuntza zuntz organikotik karbonizazio eta grafitizazio bidez lortzen den harrizko tintazko material mikrokristalino bat da.

Karbono-zuntzaren mikroegitura grafito artifizialaren antzekoa da, grafito kaotiko polikristalinoaren egiturari dagokiona. Grafitoaren egituraren aldea geruza atomikoen arteko translazio eta errotazio irregularrean dago (ikus 2-6. irudia). Sei elementuko sareko lotura kobalentea -ren geruza atomikoan dago lotuta, funtsean zuntz-ardatzarekiko paraleloa dena. Horregatik, orokorrean uste da karbono-zuntza grafito-egitura desordenatu batez osatuta dagoela zuntz-ardatzaren altueran zehar, eta ondorioz trakzio-modulu axial oso altua da. Grafitoaren egitura lamelarrak anisotropia nabarmena du, eta horrek bere propietate fisikoek ere anisotropia erakusten dute.

Karbono zuntzaren propietateak eta aplikazioak

Karbono-zuntza harizpi, grapa-zuntz eta grapa-zuntzetan bana daiteke. Propietate mekanikoak mota orokor eta errendimendu handiko motatan banatzen dira. Karbono-zuntzaren indarra orokorra 1000 MPa da, modulua 10OGPa ingurukoa da. Errendimendu handiko karbono-zuntza indar handiko mota (indarra 2000MPa, modulua 250GPa) eta eredu altua (300GPatik gorako modulua) banatzen da. 4000MPa baino handiagoa den indarrari indar ultra-altuko mota ere deitzen zaio; 450GPa baino modulu handiagoa dutenei ultra-altuko eredu deitzen zaie. Aeroespazialaren eta hegazkingintzaren industriaren garapenarekin, indar handiko eta luzapen handiko karbono-zuntza agertu da, eta bere luzapena % 2 baino handiagoa da. Kopuru handia polipropilenozko begi PAN oinarritutako karbono-zuntza da. Karbono-zuntzak indar eta modulu axial handia du, ez du erresistentziarik, neke-erresistentzia ona, bero espezifikoa eta ez-metalaren eta metalaren arteko eroankortasun elektrikoa, hedapen termiko koefiziente txikia, korrosioarekiko erresistentzia ona, zuntz-dentsitate baxua eta X izpien transmisio ona. Hala eta guztiz ere, talkaren erresistentzia eskasa eta kaltetzeko erraza da, oxidazioa azido indartsuaren eraginpean gertatzen da eta metalaren karbonizazioa, karburizazioa eta korrosio elektrokimikoa metalarekin konbinatzen direnean gertatzen dira. Ondorioz, karbono-zuntza gainazalean tratatu behar da erabili aurretik.