Tarikh :2022-05-28  Sumber: Komposit Gentian

Struktur kekisi kristal grafit yang ideal tergolong dalam sistem kristal heksagon, iaitu struktur bertindih berbilang lapisan yang terdiri daripada atom karbon dalam struktur rangkaian cincin enam anggota. Dalam cincin enam anggota, atom karbon adalah dalam bentuk hibrid sp 2

Struktur asas

Struktur kekisi kristal grafit yang ideal tergolong dalam sistem kristal heksagon, yang terdiri daripada atom karbon yang terdiri daripada struktur rangkaian cincin enam anggota. Dalam cincin enam anggota, atom karbon sp 2 hibridisasi wujud. Dalam penghibridan sp2, terdapat penghibridan elektron 1 2s dan 2 elektron 2p, membentuk tiga ikatan o kuat setara, jarak ikatan ialah 0.1421nm, tenaga ikatan purata ialah 627kJ/mol dan sudut ikatan adalah 120 satu sama lain.

Baki orbital 2p tulen dalam satah yang sama berserenjang dengan satah di mana tiga ikatan o terletak, dan ikatan N bagi atom karbon yang membentuk ikatan N adalah selari antara satu sama lain dan bertindih untuk membentuk N yang besar. -ikatan; Elektron bukan setempat pada n elektron boleh bergerak secara bebas selari dengan satah, memberikannya sifat konduktif. Mereka boleh menyerap cahaya yang boleh dilihat, menjadikan grafit hitam. Daya van der Waals antara lapisan grafit jauh lebih kecil daripada daya ikatan valens dalam lapisan. Jarak antara lapisan ialah 0.3354nm, dan tenaga ikatan ialah 5.4kJ/mol. Lapisan grafit berperingkat separuh daripada simetri heksagon dan diulang dalam setiap lapisan lain, membentuk ABAB..

Struktur [4], dan memberikannya pelinciran sendiri dan keupayaan dalaman interlayer, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2-5. Gentian karbon ialah bahan dakwat batu mikrohablur yang diperoleh daripada gentian organik melalui pengkarbonan dan grafitisasi.

Struktur mikro gentian karbon adalah serupa dengan grafit tiruan, yang tergolong dalam struktur grafit huru-hara polihabluran. Perbezaan daripada struktur grafit terletak pada penterjemahan dan putaran yang tidak teratur antara lapisan atom (lihat Rajah 2-6). Ikatan kovalen rangkaian enam unsur terikat dalam lapisan atom - yang pada asasnya selari dengan paksi gentian. Oleh itu, secara amnya dipercayai bahawa gentian karbon terdiri daripada struktur grafit yang tidak teratur sepanjang ketinggian paksi gentian, menghasilkan modulus tegangan paksi yang sangat tinggi. Struktur lamelar grafit mempunyai anisotropi yang ketara, yang menjadikan sifat fizikalnya juga menunjukkan anisotropi.

Sifat dan aplikasi gentian karbon

Gentian karbon boleh dibahagikan kepada filamen, gentian ruji, dan gentian ruji. Sifat mekanikal dibahagikan kepada jenis umum dan jenis berprestasi tinggi. Kekuatan gentian karbon am ialah 1000 MPa, modulus adalah kira-kira 10OGPa. Gentian karbon berprestasi tinggi dibahagikan kepada jenis kekuatan tinggi (kekuatan 2000MPa, modulus 250GPa) dan model tinggi (modulus melebihi 300GPa). Kekuatan lebih besar daripada 4000MPa juga dipanggil jenis kekuatan ultra tinggi; Mereka yang mempunyai modulus lebih besar daripada 450GPa dipanggil model ultra-tinggi. Dengan perkembangan industri aeroangkasa dan penerbangan, kekuatan tinggi dan gentian karbon pemanjangan tinggi telah muncul, dan pemanjangannya lebih besar daripada 2%. Jumlah yang besar ialah gentian karbon berasaskan PAN mata polipropilena. Gentian karbon mempunyai kekuatan dan modulus paksi yang tinggi, tiada rayapan, rintangan keletihan yang baik, haba tentu dan kekonduksian elektrik antara bukan logam dan logam, pekali pengembangan haba yang kecil, rintangan kakisan yang baik, ketumpatan gentian rendah, dan penghantaran sinar-X yang baik. Walau bagaimanapun, rintangan hentamannya lemah dan mudah rosak, pengoksidaan berlaku di bawah tindakan asid kuat, dan pengkarbonan logam, pengkarbonan, dan kakisan elektrokimia berlaku apabila ia digabungkan dengan logam. Akibatnya, gentian karbon mesti dirawat permukaan sebelum digunakan.