Data :28-05-2022 Fonte: Fiber Composites

La struttura reticolare del cristallo di grafite ideale appartiene al sistema cristallino esagonale, che è una struttura sovrapposta multistrato composta da atomi di carbonio in una struttura a rete ad anello a sei membri. Nell'anello a sei membri, gli atomi di carbonio sono in forma di ibrido sp 2

Struttura basilare

La struttura reticolare del cristallo di grafite ideale appartiene al sistema cristallino esagonale, che è composto da atomi di carbonio composti da una struttura a rete ad anello a sei membri. Nell'anello a sei membri, gli atomi di carbonio sono sp 2 esiste l'ibridazione. Nell'ibridazione sp2, ci sono ibridazione elettronica 1 2s e 2 2p, formando tre legami equivalenti o forti, la distanza di legame è 0,1421 nm, l'energia di legame media è 627kJ/mol e gli angoli di legame sono 120 l'uno rispetto all'altro.

I restanti orbitali 2p puri nello stesso piano sono perpendicolari al piano in cui si trovano i tre legami o, e i legami N degli atomi di carbonio che compongono il legame N sono paralleli tra loro e si sovrappongono per formare un grande N -legame; Gli elettroni non localizzati sull'elettrone n possono muoversi liberamente parallelamente al piano, conferendogli proprietà conduttive. Possono assorbire la luce visibile, rendendo la grafite nera. La forza di van der Waals tra gli strati di grafite è molto inferiore alla forza del legame di valenza all'interno degli strati. La distanza tra gli strati è di 0,3354 nm e l'energia di legame è di 5,4 kJ/mol. Gli strati di grafite sono sfalsati di metà della simmetria esagonale e ripetuti in ogni altro strato, formando ABAB..

Struttura [4], e dotandola di autolubrificazione e capacità interna interstrato, come mostrato in Figura 2-5. La fibra di carbonio è un materiale di inchiostro di pietra microcristallino ottenuto da fibra organica mediante carbonizzazione e grafitizzazione.

La microstruttura della fibra di carbonio è simile a quella della grafite artificiale, che appartiene alla struttura della grafite caotica policristallina. La differenza rispetto alla struttura della grafite sta nella traslazione e rotazione irregolare tra gli strati atomici (vedi Figura 2-6). Il legame covalente della rete a sei elementi è legato nello strato atomico di - che è sostanzialmente parallelo all'asse della fibra. Pertanto, si ritiene generalmente che la fibra di carbonio sia composta da una struttura di grafite disordinata lungo l'altezza dell'asse della fibra, con conseguente modulo di trazione assiale molto elevato. La struttura lamellare della grafite ha una significativa anisotropia, il che fa sì che anche le sue proprietà fisiche mostrino anisotropia.

Proprietà e applicazioni della fibra di carbonio

La fibra di carbonio può essere suddivisa in filamento, fibra in fiocco e fibra in fiocco. Le proprietà meccaniche sono suddivise in tipo generale e tipo ad alte prestazioni. La forza generale della fibra di carbonio è di 1000 MPa, il modulo è di circa 10OGPa. La fibra di carbonio ad alte prestazioni è suddivisa in tipo ad alta resistenza (resistenza 2000 MPa, modulo 250 GPa) e modello alto (modulo superiore a 300 GPa). La resistenza superiore a 4000 MPa è anche chiamata tipo ad altissima resistenza; Quelli con un modulo superiore a 450GPa sono chiamati modelli ultra alti. Con lo sviluppo dell'industria aerospaziale e aeronautica, è apparsa la fibra di carbonio ad alta resistenza e alto allungamento e il suo allungamento è superiore al 2%. La grande quantità è in fibra di carbonio a base di PAN occhio in polipropilene. La fibra di carbonio ha un'elevata resistenza assiale e modulo, nessun creep, buona resistenza alla fatica, calore specifico e conducibilità elettrica tra non metallo e metallo, un piccolo coefficiente di dilatazione termica, buona resistenza alla corrosione, bassa densità della fibra e buona trasmissione dei raggi X. Tuttavia, la sua resistenza agli urti è scarsa e facile da danneggiare, l'ossidazione si verifica sotto l'azione di un acido forte e la carbonizzazione del metallo, la carburazione e la corrosione elettrochimica si verificano quando è combinata con il metallo. Di conseguenza, la fibra di carbonio deve essere trattata in superficie prima dell'uso.