දිනය :2022-05-28  මූලාශ්‍රය: තන්තු සංයුක්ත

පරමාදර්ශී ග්‍රැෆයිට් ස්ඵටිකයේ දැලිස් ව්‍යුහය ෂඩාස්‍රාකාර ස්ඵටික පද්ධතියට අයත් වන අතර එය හය-සාමාජික මුදු ජාල ව්‍යුහයක කාබන් පරමාණු වලින් සමන්විත බහු ස්ථර අතිච්ඡාදනය වන ව්‍යුහයකි. හය-සාමාජික වළල්ලේ, කාබන් පරමාණු sp 2 දෙමුහුන් ආකාරයෙන් පවතී.

මූලික ව්යුහය

පරමාදර්ශී ග්‍රැෆයිට් ස්ඵටිකයේ දැලිස් ව්‍යුහය ෂඩාස්‍රාකාර ස්ඵටික පද්ධතියට අයත් වන අතර එය හය-සාමාජික වළලු ජාල ව්‍යුහයකින් සමන්විත කාබන් පරමාණු වලින් සමන්විත වේ. හය-සාමාජික වළල්ලේ, කාබන් පරමාණු sp 2 දෙමුහුන් පවතී. sp2 දෙමුහුන්කරණයේදී, 1 2s ඉලෙක්ට්‍රෝන සහ 2 2p ඉලෙක්ට්‍රෝන දෙමුහුන් වන අතර, සමාන o ප්‍රබල බන්ධන තුනක් සාදයි, බන්ධන දුර 0.1421nm වේ, සාමාන්‍ය බන්ධන ශක්තිය 627kJ/mol වන අතර බන්ධන කෝණ එකිනෙක 120 වේ.

එකම තලයේ ඉතිරිව ඇති පිරිසිදු 2p කාක්ෂික o බන්ධන තුන පිහිටා ඇති තලයට ලම්බක වන අතර N-බන්ධනය සෑදෙන කාබන් පරමාණුවල N-බන්ධන එකිනෙකට සමාන්තරව විශාල N එකක් සාදයි. - බැඳුම්කර; n ඉලෙක්ට්‍රෝනය මත ස්ථානගත නොවන ඉලෙක්ට්‍රෝනවලට තලයට සමාන්තරව නිදහසේ ගමන් කළ හැකි අතර, එය සන්නායක ගුණ ලබා දෙයි. ඔවුන්ට දෘශ්‍ය ආලෝකය අවශෝෂණය කර මිනිරන් කළු කරයි. ග්‍රැෆයිට් ස්ථර අතර වැන් ඩර් වෝල්ස් බලය ස්තරවල සංයුජතා බන්ධන බලයට වඩා බෙහෙවින් අඩුය. ස්ථර අතර පරතරය 0.3354nm වන අතර බන්ධන ශක්තිය 5.4kJ/mol වේ. මිනිරන් ස්ථර ෂඩාස්රාකාර සමමිතියෙන් අඩකින් එකතැන පල් වී අනෙක් සෑම ස්ථරයකම පුනරාවර්තනය වී ABAB සාදයි.

ව්‍යුහය [4], සහ රූප සටහන 2-5 හි දැක්වෙන පරිදි ස්වයං ලිහිසි කිරීම සහ අන්තර් ස්ථර අභ්‍යන්තර හැකියාව ලබා දීම. කාබන් ෆයිබර් යනු කාබනික තන්තු වලින් කාබන්කරණය සහ ග්‍රැෆිටීකරණය මගින් ලබා ගන්නා ක්ෂුද්‍ර ස්ඵටික ගල් තීන්ත ද්‍රව්‍යයකි.

කාබන් තන්තු වල ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය කෘතිම මිනිරන් වලට සමාන වන අතර එය බහු ස්ඵටික ව්‍යාකූල මිනිරන් වල ව්‍යුහයට අයත් වේ. ග්රැෆයිට් ව්යුහයේ වෙනස පරමාණුක ස්ථර අතර අක්රමවත් පරිවර්ථනය සහ භ්රමණය වේ (රූපය 2-6 බලන්න). මූලද්‍රව්‍ය හයේ ජාල සහසංයුජ බන්ධනය පරමාණුක ස්ථරයේ බැඳී ඇත - එය මූලික වශයෙන් තන්තු අක්ෂයට සමාන්තර වේ. එබැවින්, කාබන් ෆයිබර් තන්තු අක්ෂයේ උස දිගේ අක්‍රමික මිනිරන් ව්‍යුහයකින් සමන්විත වන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ඉතා ඉහළ අක්ෂීය ආතන්ය මාපාංකයක් ඇති බව සාමාන්‍යයෙන් විශ්වාස කෙරේ. මිනිරන් වල ලැමිලර් ව්‍යුහයට සැලකිය යුතු ඇනිසොට්‍රොපියක් ඇති අතර එමඟින් එහි භෞතික ගුණාංග ද ඇනිසොට්‍රොපි පෙන්නුම් කරයි.

කාබන් ෆයිබර් වල ගුණ සහ යෙදුම්

කාබන් තන්තු සූතිකා, ප්‍රධාන තන්තු සහ ප්‍රධාන තන්තු ලෙස බෙදිය හැකිය. යාන්ත්රික ගුණාංග සාමාන්ය වර්ගය සහ ඉහළ කාර්යසාධන වර්ගයට බෙදා ඇත. සාමාන්‍ය කාබන් ෆයිබර් ශක්තිය 1000 MPa වේ, මාපාංකය 10OGPa පමණ වේ. ඉහළ කාර්ය සාධනයක් සහිත කාබන් තන්තු අධි ශක්ති වර්ගය (ශක්තිය 2000MPa, මාපාංක 250GPa) සහ ඉහළ මාදිලිය (300GPa ට වැඩි මාපාංකය) ලෙස බෙදා ඇත. 4000MPa ට වඩා වැඩි ශක්තිය අති-ඉහළ ශක්ති වර්ගය ලෙසද හැඳින්වේ; 450GPa ට වඩා වැඩි මාපාංකයක් ඇති ඒවා ultra-high models ලෙස හැඳින්වේ. අභ්‍යවකාශ හා ගුවන් කර්මාන්තයේ දියුණුවත් සමඟ ඉහළ ශක්තියක් සහ ඉහළ දිගු කාබන් ෆයිබර් දර්ශනය වී ඇති අතර එහි දිගුව 2% ට වඩා වැඩි ය. විශාල ප්‍රමාණය වන්නේ පොලිප්‍රොපිලීන් අක්ෂි PAN මත පදනම් වූ කාබන් ෆයිබර් ය. කාබන් ෆයිබර් සතුව ඉහළ අක්ෂීය ශක්තියක් සහ මාපාංකයක් ඇත, රිංගා යාමක් නොමැත, හොඳ තෙහෙට්ටුව ප්‍රතිරෝධය, ලෝහ නොවන සහ ලෝහ අතර නිශ්චිත තාපය සහ විද්‍යුත් සන්නායකතාවය, තාප ප්‍රසාරණයේ කුඩා සංගුණකය, හොඳ විඛාදන ප්‍රතිරෝධය, අඩු තන්තු ඝනත්වය සහ හොඳ X-ray සම්ප්‍රේෂණය. කෙසේ වෙතත්, එහි බලපෑම ප්රතිරෝධය දුර්වල හා හානි කිරීමට පහසු වන අතර, ප්රබල අම්ලයේ ක්රියාකාරිත්වය යටතේ ඔක්සිකරණය සිදු වන අතර, ලෝහ සමග ඒකාබද්ධ වූ විට ලෝහ කාබන්කරණය, කාබනීකරණය සහ විද්යුත් රසායනික විඛාදනය සිදු වේ. ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, කාබන් ෆයිබර් භාවිතයට පෙර මතුපිටට ප්රතිකාර කළ යුතුය.