Күні: 28-05-2022  Дереккөз: Fiber Composites

Идеал графит кристалының торлы құрылымы алтымүшелі сақиналы желі құрылымындағы көміртек атомдарынан тұратын көп қабатты қабаттасатын құрылым болып табылатын алтыбұрышты кристалдық жүйеге жатады. Алты мүшелі сақинада көміртек атомдары sp 2 гибридті түрінде болады

Негізгі құрылым

Идеал графит кристалының торлы құрылымы алты мүшелі сақина тор құрылымынан тұратын көміртек атомдарынан тұратын алтыбұрышты кристалдық жүйеге жатады. Алты мүшелі сақинада көміртек атомдары sp 2 гибридизациясы бар. sp2 будандастыруда үш эквивалентті күшті байланыс түзетін 1 2s электрон және 2 2p электрон гибридизациясы бар, байланыс қашықтығы 0,1421нм, байланыстың орташа энергиясы 627кДж/моль және байланыс бұрыштары бір-біріне 120.

Бір жазықтықта қалған таза 2p орбитальдары үш o байланысы орналасқан жазықтыққа перпендикуляр, ал N-байланысты құрайтын көміртек атомдарының N-байланыстары бір-біріне параллель және қабаттасып үлкен N-ді құрайды. -облигация; n электронындағы локализацияланбаған электрондар жазықтыққа еркін параллель қозғалып, оған өткізгіштік қасиет береді. Олар көрінетін жарықты жұтып, графитті қара етеді. Графит қабаттары арасындағы ван-дер-Ваальс күші қабаттардағы валенттік байланыс күшінен әлдеқайда аз. Қабаттар арасындағы қашықтық 0,3354нм, ал байланыс энергиясы 5,4кДж/моль. Графит қабаттары алтыбұрышты симметрияның жартысы бойынша тізілген және әрбір басқа қабатта қайталанып, ABAB құрайды.

Құрылым [4] және оны 2-5-суретте көрсетілгендей өзін-өзі майлау және ішкі қабат аралық қабілетімен қамтамасыз ету. Көміртекті талшық – органикалық талшықтан карбонизация және графитизация арқылы алынған микрокристалды тас-сиялы материал.

Көміртекті талшықтың микроқұрылымы поликристалды хаотикалық графит құрылымына жататын жасанды графитке ұқсас. Графит құрылымынан айырмашылығы атомдық қабаттар арасындағы тұрақты емес трансляция мен айналуында жатыр (2-6 суретті қараңыз). Алты элементті желілік коваленттік байланыс атомдық қабатта байланысқан - ол негізінен талшық осіне параллель. Сондықтан, әдетте, көміртекті талшық талшық осінің биіктігі бойынша ретсіз графит құрылымынан тұрады, нәтижесінде осьтік созылу модулі өте жоғары болады деп есептеледі. Графиттің пластинкалық құрылымы айтарлықтай анизотропияға ие, бұл оның физикалық қасиеттерін де анизотропия көрсетеді.

Көміртекті талшықтың қасиеттері мен қолданылуы

Көміртекті талшықты жіпті, штапельді талшықты және штапельді талшықты бөлуге болады. Механикалық қасиеттері бойынша жалпы типті және жоғары өнімді типке бөлінеді. Жалпы көміртекті талшықтың беріктігі 1000 МПа, модулі шамамен 10ОГПа. Жоғары өнімді көміртекті талшық жоғары беріктік түріне (беріктігі 2000МПа, модулі 250ГПа) және жоғары үлгіге (модульі 300ГПа жоғары) бөлінеді. 4000МПа-дан асатын беріктік ультра жоғары беріктік түрі деп те аталады; Модульі 450 ГПа-дан жоғары модельдер ультра жоғары модельдер деп аталады. Аэроғарыш және авиация өнеркәсібінің дамуымен беріктігі жоғары және жоғары созылатын көміртекті талшық пайда болды және оның ұзаруы 2% -дан астам. Үлкен сома - полипропилен көз PAN негізіндегі көміртекті талшық. Көміртекті талшықтың осьтік беріктігі мен модулі жоғары, сусымалысы жоқ, жақсы шаршауға төзімділігі, металл емес пен металл арасындағы меншікті жылу және электр өткізгіштігі, жылулық кеңею коэффициенті аз, коррозияға жақсы төзімді, талшық тығыздығы төмен, рентген сәулелерін жақсы өткізеді. Бірақ оның соққыға төзімділігі нашар және зақымдалуы оңай, тотығу күшті қышқылдың әсерінен жүреді, ал металмен біріктірілгенде металдың карбонизациясы, карбюризациясы, электрохимиялық коррозиясы орын алады. Нәтижесінде көміртекті талшықты қолданар алдында беті өңделуі керек.