Dagsetning: 2022-05-28  Heimild: Fiber Composites

Grindarbygging hins fullkomna grafítkristalla tilheyrir sexhyrndu kristalkerfinu, sem er marglaga skarast uppbygging sem samanstendur af kolefnisatómum í sexliða hringnetsbyggingu. Í sexliða hringnum eru kolefnisatómin á formi sp 2 blendings

Grunnbygging

Grindarbygging hins fullkomna grafítkristalla tilheyrir sexhyrndu kristalkerfinu, sem er samsett úr kolefnisatómum sem samanstanda af sexliða hringnetsbyggingu. Í sex-atóma hringnum eru kolefnisatómin sp 2 blending er til staðar. Í sp2 blendingum eru 1 2s rafeinda og 2 2p rafeindablendingar, sem mynda þrjú jafngild o sterk tengi, tengifjarlægðin er 0,1421nm, meðaltengiorka er 627kJ/mól og tengihornin eru 120 hvert annað.

Hin hreinu 2p svigrúm sem eftir eru í sama plani eru hornrétt á planið þar sem o-tengin þrjú eru staðsett og N-tengi kolefnisatómanna sem mynda N-tengi eru samsíða hvert öðru og skarast til að mynda stórt N -tengsl; Óstaðbundnu rafeindirnar á n rafeindinni geta hreyft sig frjálslega samsíða planinu, sem gefur henni leiðandi eiginleika. Þeir geta tekið í sig sýnilegt ljós, sem gerir grafít svart. Van der Waals krafturinn á milli grafítlaganna er mun minni en gildistengikrafturinn innan laganna. Bilið á milli laganna er 0,3354nm og tengiorkan er 5,4kJ/mól. Grafítlögin eru dreifð um helming sexhyrndu samhverfunnar og endurtekin í öðru hverju lagi og mynda ABAB.

Uppbygging [4] og gefa henni sjálfsmörun og innri hæfni milli laganna, eins og sýnt er á mynd 2-5. Koltrefjar eru örkristallað steinblekefni sem fæst úr lífrænum trefjum með kolsýringu og grafitgerð.

Örbygging koltrefja er svipuð og gervi grafít, sem tilheyrir uppbyggingu fjölkristallaðs óskipulegra grafíts. Munurinn frá grafítbyggingunni liggur í óreglulegri þýðingu og snúningi á milli atómlaga (sjá mynd 2-6). Samgilda nettengi sex frumefna er bundið í atómlagi - sem er í grundvallaratriðum samsíða trefjaásnum. Þess vegna er almennt talið að koltrefjar séu samsettar úr óreglulegri grafítbyggingu meðfram hæð trefjaássins, sem leiðir til mjög hás ás togstuðuls. Lamellar uppbygging grafíts hefur verulega anisotropy, sem gerir það að verkum að eðlisfræðilegir eiginleikar þess sýna einnig anisotropy.

Eiginleikar og notkun koltrefja

Hægt er að skipta koltrefjum í þráð, hefta trefjar og hefta trefjar. Vélrænni eiginleikanum er skipt í almenna gerð og hágæða gerð. Almennur styrkur koltrefja er 1000 MPa, stuðullinn er um 10OGPa. Hágæða kolefnistrefjar skiptast í hástyrktartegund (styrkur 2000MPa, stuðull 250GPa) og hágerður (stuðull yfir 300GPa). Styrkur meiri en 4000MPa er einnig kallaður ofurhástyrkur tegund; Þeir sem eru með stuðull yfir 450GPa eru kallaðir ofurháir gerðir. Með þróun geim- og flugiðnaðarins hafa koltrefjar með mikilli styrkleika og mikla lengingu komið fram og lenging þess er meiri en 2%. Stóra magnið er pólýprópýlen auga PAN-undirstaða koltrefjar. Koltrefjar hafa mikinn axial styrk og stuðul, engin skrið, góð þreytuþol, sérstakur hiti og rafleiðni milli málmleysingja og málms, lítill varmaþenslustuðull, góð tæringarþol, lítill trefjaþéttleiki og góð röntgengeislun. Hins vegar er höggþol þess lélegt og auðvelt að skemma það, oxun á sér stað undir áhrifum sterkrar sýru og málmkolun, uppkolun og rafefnafræðileg tæring eiga sér stað þegar það er blandað saman við málm. Þess vegna verður að yfirborðsmeðhöndla koltrefjar fyrir notkun.