Datum: 2022-05-28  Source: Fiber Composites

D'Gitterstruktur vum ideale Grafitkristall gehéiert zum sechseckegen Kristallsystem, wat eng Multi-Schicht iwwerlappend Struktur ass, besteet aus Kuelestoffatome an enger sechs-Member Ringnetzstruktur. Am sechs-membered Ring sinn d'Kuelestoff Atomer an der Form vun sp 2 Hybrid

Basis Struktur

D'Gitterstruktur vum ideale Graphitkristall gehéiert zum sechseckegen Kristallsystem, deen aus Kuelestoffatome besteet aus enger sechs-Member Ringnetzstruktur. Am sechs-membered Ring, de Kuelestoff Atomer sinn sp 2 hybridization existeiert. An der sp2 Hybridiséierung gëtt et 1 2s Elektronen an 2 2p Elektronen Hybridiséierung, déi dräi gläichwäerteg o staark Bindungen bilden, d'Bindungsdistanz ass 0,1421nm, d'Duerchschnëttsbindungsenergie ass 627kJ / mol an d'Bindungswinkele sinn 120 géigesäiteg.

Déi verbleiwen reng 2p Orbitaler am selwechte Plang sinn senkrecht zum Fliger wou déi dräi o Bindungen lokaliséiert sinn, an d'N-Bindungen vun de Kuelestoffatomer, déi d'N-Bindung ausmaachen, si parallel zueneen an iwwerlappen sech fir e groussen N ze bilden. - Bond; D'Net-lokaliséiert Elektronen op der n Elektron kann fräi parallel zu de Fliger réckelen, gëtt et konduktiv Eegeschafte. Si kënne siichtbar Liicht absorbéieren, sou datt Grafit schwaarz gëtt. D'van der Waals Kraaft tëscht de Grafitschichten ass vill manner wéi d'Valenzbindungskraaft bannent de Schichten. D'Distanz tëscht de Schichten ass 0,3354nm, an d'Bindungsenergie ass 5,4kJ/mol. D'Grafitschichten sinn duerch d'Halschent vun der sechseckegen Symmetrie verstoppt a widderholl an all aner Schicht, a bilden ABAB.

Struktur [4], an dotéiert et mat Self-lubrication an interlayer intern Fähegkeet, wéi an der Figur gewisen 2-5. Kuelestofffaser ass e mikrokristallescht Steen-Tëntmaterial kritt aus organescher Faser duerch Karboniséierung a Grafitiséierung.

D'Mikrostruktur vu Kuelestofffaser ass ähnlech wéi déi vu kënschtlecher Grafit, déi zu der Struktur vum polykristalline chaotesche Grafit gehéiert. Den Ënnerscheed vun der Grafitstruktur läit an der onregelméisseger Iwwersetzung an der Rotatioun tëscht den Atomschichten (kuckt Figur 2-6). Déi sechs-Element Netzwierk kovalent Bindung ass an der atomarer Schicht gebonnen - déi am Fong parallel zu der Faserachs ass. Dofir gëtt et allgemeng ugeholl datt Kuelestofffaser aus enger gestéierter Grafitstruktur laanscht d'Héicht vun der Faserachs besteet, wat zu engem ganz héije axiale Spannmodul resultéiert. Déi lamellar Struktur vu Grafit huet bedeitend Anisotropie, wat seng kierperlech Eegeschaften och Anisotropie weist.

Eegeschaften an Uwendungen vu Kuelestofffaser

Kuelestofffaser kënnen a Filament, Stapelfaser a Stapelfaser opgedeelt ginn. Déi mechanesch Eegeschafte sinn an den allgemengen Typ a High-Performance Typ opgedeelt. Déi allgemeng Kuelestofffaserstäerkt ass 1000 MPa, de Modulus ass ongeféier 10OGPa. High-Performance Kuelestofffaser ass opgedeelt an Héichstäerkttyp (Stäerkt 2000MPa, Modulus 250GPa) an Héichmodell (Modul iwwer 300GPa). Kraaft méi wéi 4000MPa gëtt och ultra-héich Kraaft Typ genannt; Déi mat engem Modul méi wéi 450GPa ginn ultra-héich Modeller genannt. Mat der Entwécklung vun der Raumfaart- a Loftfaartindustrie ass héich Kraaft an héich Verlängerung Kuelestofffaser opgetaucht, a seng Verlängerung ass méi wéi 2%. Déi grouss Quantitéit ass Polypropylen Auge PAN-baséiert Kuelestofffaser. Kuelestofffaser huet héich axial Kraaft a Modulus, kee Kreep, gutt Middegkeetsbeständegkeet, spezifesch Hëtzt an elektresch Konduktivitéit tëscht Net-Metall a Metall, e klenge Koeffizient vun der thermescher Expansioun, gutt Korrosiounsbeständegkeet, geréng Faserdicht a gutt Röntgentransmission. Wéi och ëmmer, seng Impaktresistenz ass schlecht an einfach ze beschiedegen, d'Oxidatioun geschitt ënner der Handlung vu staarker Säure, an d'Metallkarboniséierung, d'Vergasung an d'elektrochemesch Korrosioun geschitt wann et mat Metall kombinéiert gëtt. Als Resultat muss Kuelestofffaser virum Gebrauch Uewerfläch behandelt ginn.