ວັນທີ :2022-05-28  ແຫຼ່ງທີ່ມາ: Fiber Composites

ໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍຂອງຜລຶກ graphite ທີ່ເຫມາະສົມແມ່ນຂຶ້ນກັບລະບົບໄປເຊຍກັນ hexagonal, ເຊິ່ງເປັນໂຄງສ້າງການຊ້ອນກັນຫຼາຍຊັ້ນປະກອບດ້ວຍປະລໍາມະນູຂອງຄາບອນຢູ່ໃນໂຄງສ້າງເຄືອຂ່າຍວົງແຫວນຫົກສະມາຊິກ. ໃນວົງແຫວນຫົກສະມາຊິກ, ປະລໍາມະນູກາກບອນຢູ່ໃນຮູບແບບຂອງ sp 2 ປະສົມ.

ໂຄງສ້າງພື້ນຖານ

ໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍຂອງຜລຶກ graphite ທີ່ເຫມາະສົມແມ່ນເປັນຂອງລະບົບໄປເຊຍກັນ hexagonal, ເຊິ່ງປະກອບດ້ວຍປະລໍາມະນູກາກບອນປະກອບດ້ວຍໂຄງສ້າງເຄືອຂ່າຍວົງແຫວນຫົກສະມາຊິກ. ໃນວົງແຫວນຫົກສະມາຊິກ, ປະລໍາມະນູກາກບອນແມ່ນ sp 2 hybridization ມີຢູ່. ໃນການປະສົມ sp2, ມີ 1 2s ເອເລັກໂຕຣນິກແລະ 2 2p ການປະສົມເອເລັກໂຕຣນິກ, ປະກອບເປັນສາມທຽບເທົ່າ o ພັນທະບັດທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ໄລຍະຫ່າງພັນທະບັດແມ່ນ 0.1421nm, ພະລັງງານພັນທະບັດສະເລ່ຍແມ່ນ 627kJ / mol ແລະມຸມພັນທະບັດແມ່ນ 120 ເຊິ່ງກັນແລະກັນ.

ວົງໂຄຈອນ 2p ບໍລິສຸດທີ່ຍັງເຫຼືອຢູ່ໃນຍົນດຽວກັນແມ່ນຕັ້ງສາກກັບຍົນທີ່ພັນທະບັດ o 3 ຕັ້ງຢູ່, ແລະພັນທະບັດ N ຂອງອາຕອມຄາບອນທີ່ປະກອບເປັນ N-bond ແມ່ນຂະຫນານກັບກັນແລະກັນແລະທັບຊ້ອນກັນເປັນ N ຂະຫນາດໃຫຍ່. - ພັນທະບັດ; ອິເລັກຕອນທີ່ບໍ່ແມ່ນທ້ອງຖິ່ນຢູ່ໃນ n ເອເລັກໂຕຣນິກສາມາດເຄື່ອນທີ່ຂະຫນານກັບຍົນໄດ້ຢ່າງເສລີ, ເຮັດໃຫ້ມັນມີຄຸນສົມບັດ conductive. ພວກເຂົາສາມາດດູດເອົາແສງສະຫວ່າງທີ່ເຫັນໄດ້, ເຮັດໃຫ້ graphite ສີດໍາ. ແຮງ van der Waals ລະຫວ່າງຊັ້ນ graphite ແມ່ນຫນ້ອຍກວ່າແຮງຜູກມັດຂອງ valence ພາຍໃນຊັ້ນ. ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຊັ້ນແມ່ນ 0.3354nm, ແລະພະລັງງານພັນທະບັດແມ່ນ 5.4kJ/mol. ຊັ້ນ graphite ແມ່ນ staggered ໂດຍເຄິ່ງຫນຶ່ງຂອງ symmetry hexagonal ແລະຊ້ໍາກັນໃນທຸກ layer ອື່ນໆ, ກອບເປັນ ABAB..

ໂຄງສ້າງ [4], ແລະ endowing ມັນດ້ວຍການຫລໍ່ລື່ນຕົນເອງແລະຄວາມສາມາດພາຍໃນ interlayer, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 2-5. ເສັ້ນໄຍກາກບອນແມ່ນວັດສະດຸຫມຶກກ້ອນຫີນ microcrystalline ທີ່ໄດ້ຮັບຈາກເສັ້ນໄຍອິນຊີໂດຍການເຮັດກາກບອນແລະກາຟິກ.

ໂຄງປະກອບການຈຸລະພາກຂອງເສັ້ນໄຍກາກບອນແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບ graphite ປອມ, ເຊິ່ງເປັນໂຄງສ້າງຂອງ polycrystalline chaotic graphite. ຄວາມແຕກຕ່າງຈາກໂຄງສ້າງ graphite ແມ່ນຢູ່ໃນການແປທີ່ບໍ່ສະຫມໍ່າສະເຫມີແລະການຫມຸນລະຫວ່າງຊັ້ນປະລໍາມະນູ (ເບິ່ງຮູບ 2-6). ພັນທະບັດ covalent ເຄືອຂ່າຍຫົກອົງປະກອບຖືກຜູກມັດຢູ່ໃນຊັ້ນປະລໍາມະນູຂອງ - ເຊິ່ງໂດຍພື້ນຖານແລ້ວຂະຫນານກັບແກນເສັ້ນໄຍ. ດັ່ງນັ້ນ, ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວເຊື່ອກັນວ່າເສັ້ນໄຍກາກບອນແມ່ນປະກອບດ້ວຍໂຄງສ້າງ graphite ທີ່ບໍ່ເປັນລະບຽບຕາມຄວາມສູງຂອງແກນເສັ້ນໄຍ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ໂມດູນ tensile axial ສູງຫຼາຍ. ໂຄງສ້າງ lamellar ຂອງ graphite ມີ anisotropy ທີ່ສໍາຄັນ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບຂອງມັນຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນ anisotropy.

ຄຸນສົມບັດແລະການນໍາໃຊ້ຂອງເສັ້ນໄຍກາກບອນ

ເສັ້ນໃຍກາກບອນສາມາດແບ່ງອອກເປັນ filament, staple fiber, ແລະ staple fiber. ຄຸນສົມບັດກົນຈັກໄດ້ແບ່ງອອກເປັນປະເພດທົ່ວໄປແລະປະເພດປະສິດທິພາບສູງ. ຄວາມແຮງຂອງເສັ້ນໄຍກາກບອນທົ່ວໄປແມ່ນ 1000 MPa, ໂມດູລແມ່ນປະມານ 10OGPa. ເສັ້ນໄຍກາກບອນທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງແບ່ງອອກເປັນປະເພດທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງ (ຄວາມເຂັ້ມແຂງ 2000MPa, modulus 250GPa) ແລະຮູບແບບສູງ (modulus ຂ້າງເທິງ 300GPa). ຄວາມເຂັ້ມແຂງຫຼາຍກ່ວາ 4000MPa ຍັງເອີ້ນວ່າປະເພດຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງ; ໂມດູລທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ 450GPa ເອີ້ນວ່າຕົວແບບທີ່ສູງທີ່ສຸດ. ດ້ວຍການພັດທະນາຂອງອຸດສາຫະກໍາການບິນແລະການບິນ, ຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງແລະການຍືດຕົວຂອງເສັ້ນໄຍກາກບອນສູງໄດ້ປາກົດ, ແລະການຍືດຕົວຂອງມັນສູງກວ່າ 2%. ຈໍານວນຂະຫນາດໃຫຍ່ແມ່ນ polypropylene ຕາ PAN-based carbon fiber. ເສັ້ນໄຍກາກບອນມີຄວາມເຂັ້ມແຂງຕາມແກນສູງແລະໂມດູນ, ບໍ່ມີຮອຍຂີດຂ່ວນ, ຄວາມຕ້ານທານຄວາມເມື່ອຍລ້າທີ່ດີ, ຄວາມຮ້ອນສະເພາະແລະການນໍາທາງໄຟຟ້າລະຫວ່າງທີ່ບໍ່ແມ່ນໂລຫະແລະໂລຫະ, ຄ່າສໍາປະສິດຂະຫນາດນ້ອຍຂອງການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນ, ການຕໍ່ຕ້ານ corrosion ດີ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງເສັ້ນໄຍຕ່ໍາ, ແລະລະບົບສາຍສົ່ງ X-ray ທີ່ດີ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄວາມຕ້ານທານຜົນກະທົບຂອງມັນແມ່ນບໍ່ດີແລະງ່າຍຕໍ່ການທໍາລາຍ, ການຜຸພັງເກີດຂື້ນພາຍໃຕ້ການປະຕິບັດຂອງອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ແລະການເຜົາຜະຫລານຂອງໂລຫະ, carburization, ແລະການກັດກ່ອນ electrochemical ເກີດຂື້ນໃນເວລາທີ່ມັນປະສົມປະສານກັບໂລຫະ. ດັ່ງນັ້ນ, ເສັ້ນໄຍກາກບອນຕ້ອງໄດ້ຮັບການຮັກສາພື້ນຜິວກ່ອນທີ່ຈະນໍາໃຊ້.