Data: 2022-05-28  Šaltinis: Fiber Composites

Idealaus grafito kristalo gardelės struktūra priklauso šešiakampei kristalų sistemai, kuri yra daugiasluoksnė persidengianti struktūra, sudaryta iš anglies atomų šešių narių žiedo tinklo struktūroje. Šešių narių žiede anglies atomai yra sp 2 hibrido formos

Pagrindinė struktūra

Idealaus grafito kristalo gardelės struktūra priklauso šešiakampei kristalų sistemai, kurią sudaro anglies atomai, sudaryti iš šešių narių žiedo tinklo struktūros. Šešių narių žiede anglies atomai yra sp 2 hibridizacija. Sp2 hibridizacijoje yra 1 2s elektronų ir 2 2p elektronų hibridizacija, suformuojant tris lygiaverčius o stiprius ryšius, jungties atstumas yra 0,1421 nm, vidutinė ryšio energija yra 627 kJ/mol, o ryšio kampai yra 120 vienas kito.

Likusios grynos 2p orbitos toje pačioje plokštumoje yra statmenos plokštumai, kurioje yra trys o ryšiai, o anglies atomų, sudarančių N jungtį, N ryšiai yra lygiagrečiai vienas kitam ir persidengia, sudarydami didelį N. -obligacija; Nelokalizuoti elektronai ant n elektrono gali laisvai judėti lygiagrečiai plokštumai, suteikdami jam laidžias savybes. Jie gali sugerti matomą šviesą, todėl grafitas tampa juodas. Van der Waals jėga tarp grafito sluoksnių yra daug mažesnė nei valentinės jungties jėga sluoksniuose. Atstumas tarp sluoksnių yra 0,3354 nm, o ryšio energija yra 5,4 kJ/mol. Grafito sluoksniai yra išdėstyti per pusę šešiakampės simetrijos ir kartojasi kiekviename kitame sluoksnyje, sudarydami ABAB.

Struktūra [4] ir suteikianti jai savaiminio tepimo ir tarpsluoksnio vidinio gebėjimo, kaip parodyta 2-5 pav. Anglies pluoštas yra mikrokristalinė akmens rašalo medžiaga, gaunama iš organinio pluošto karbonizacijos ir grafitinimo būdu.

Anglies pluošto mikrostruktūra panaši į dirbtinio grafito, kuris priklauso polikristalinio chaotiško grafito struktūrai. Skirtumas nuo grafito struktūros yra netaisyklingas poslinkis ir sukimasis tarp atominių sluoksnių (žr. 2-6 pav.). Šešių elementų tinklo kovalentinis ryšys yra surištas atominiame sluoksnyje, kuris iš esmės yra lygiagretus pluošto ašiai. Todėl paprastai manoma, kad anglies pluoštą sudaro netvarkinga grafito struktūra išilgai pluošto ašies aukščio, todėl ašinis tempimo modulis yra labai didelis. Grafito sluoksninė struktūra turi didelę anizotropiją, todėl jo fizinės savybės taip pat rodo anizotropiją.

Anglies pluošto savybės ir panaudojimas

Anglies pluoštas gali būti suskirstytas į gijinį, kuokštelinį ir kuokštelinį pluoštą. Mechaninės savybės skirstomos į bendrąjį ir didelio našumo tipą. Bendras anglies pluošto stiprumas yra 1000 MPa, modulis yra apie 10OGPa. Didelio našumo anglies pluoštas skirstomas į didelio stiprumo tipą (stiprumas 2000MPa, modulis 250GPa) ir aukštą modelį (modulis didesnis nei 300GPa). Stiprumas, didesnis nei 4000 MPa, taip pat vadinamas ypač didelio stiprumo tipu; Tie, kurių modulis didesnis nei 450 GPa, vadinami itin aukštais modeliais. Tobulėjant aviacijos ir aviacijos pramonei, atsirado didelio stiprumo ir didelio pailgėjimo anglies pluoštas, kurio pailgėjimas yra didesnis nei 2%. Didelis kiekis yra polipropileno akies PAN pagrindu pagamintas anglies pluoštas. Anglies pluoštas turi didelį ašinį stiprumą ir modulį, nėra šliaužimo, geras atsparumas nuovargiui, savitasis šilumos ir elektros laidumas tarp nemetalų ir metalo, mažas šiluminio plėtimosi koeficientas, geras atsparumas korozijai, mažas pluošto tankis ir geras rentgeno spindulių pralaidumas. Tačiau jo atsparumas smūgiams yra menkas ir lengvai pažeidžiamas, veikiant stipriai rūgščiai vyksta oksidacija, o derinant su metalu atsiranda metalo karbonizacija, karburizacija ir elektrocheminė korozija. Todėl prieš naudojimą anglies pluošto paviršius turi būti apdorotas.