Titimangsa :2022-05-28  Sumber: Serat Komposit

Struktur kisi tina kristal grafit idéal milik sistem kristal héksagonal, nu mangrupakeun struktur tumpang tindih multi-lapisan diwangun ku atom karbon dina struktur jaringan ring genep anggota. Dina cingcin genep anggota, atom karbon aya dina bentuk sp 2 hibrid

Struktur dasar

Struktur kisi tina kristal grafit idéal milik sistem kristal héksagonal, nu diwangun ku atom karbon diwangun ku struktur jaringan ring genep anggota. Dina cingcin genep anggota, atom karbon sp 2 hibridisasi aya. Dina hibridisasi sp2, aya 1 2s éléktron jeung 2 2p éléktron hibridisasi, ngabentuk tilu sarimbag o beungkeut kuat, jarak beungkeut 0,1421nm, énergi beungkeut rata-rata 627kJ/mol jeung sudut beungkeut 120 unggal lianna.

Sésana orbital 2p murni dina pesawat anu sarua jejeg pesawat tempat tilu beungkeut o, sarta beungkeut N tina atom karbon nu ngawangun beungkeut N téh sajajar jeung silih tur tumpang tindih pikeun ngabentuk N badag. -beungkeut; Éléktron non-lokal dina n éléktron bisa mindahkeun kalawan bébas sajajar jeung pesawat, méré sipat conductive. Éta bisa nyerep cahaya katempo, nyieun grafit hideung. Gaya van der Waals antara lapisan grafit jauh leuwih leutik batan gaya beungkeut valénsi dina lapisan. Jarak antara lapisan nyaéta 0.3354nm, sareng énergi beungkeutan nyaéta 5.4kJ/mol. Lapisan grafit dirojong ku satengah tina simétri héksagonal sarta diulang dina unggal lapisan séjén, ngabentuk ABAB.

Struktur [4], sarta endowing eta kalawan timer lubrication sarta interlayer pangabisa internal, ditémbongkeun saperti dina Gambar 2-5. Serat karbon mangrupikeun bahan tinta batu microcrystalline anu dicandak tina serat organik ku cara karbonisasi sareng grafitisasi.

Struktur mikro serat karbon sami sareng grafit jieunan, anu kalebet kana struktur grafit kacau polikristalin. Bédana tina struktur grafit aya dina tarjamahan anu henteu teratur sareng rotasi antara lapisan atom (tingali Gambar 2-6). Beungkeut kovalén jaringan genep unsur kabeungkeut dina lapisan atom - nu dasarna sajajar jeung sumbu serat. Ku alatan éta, umumna dipercaya yén serat karbon diwangun ku struktur grafit anu teu teratur sapanjang jangkungna sumbu serat, hasilna modulus tegangan axial anu luhur pisan. Struktur lamellar grafit mibanda anisotropi anu signifikan, anu ngajadikeun sipat fisikna ogé némbongkeun anisotropi.

Sipat sareng aplikasi serat karbon

Serat karbon bisa dibagi kana filamén, serat stapel, jeung serat stapel. Sipat mékanis dibagi kana tipe umum jeung tipe-kinerja tinggi. Kakuatan serat karbon Umum nyaéta 1000 MPa, modulusna sakitar 10OGPa. Serat karbon-kinerja tinggi dibagi kana tipe kakuatan tinggi (kakuatan 2000MPa, modulus 250GPa) jeung modél luhur (modulus luhur 300GPa). Kakuatan leuwih gede ti 4000MPa disebut oge tipe kakuatan ultra-tinggi; Anu gaduh modulus langkung ageung ti 450GPa disebut modél ultra-luhur. Kalayan ngembangkeun aerospace sareng industri penerbangan, kakuatan tinggi sareng serat karbon elongasi tinggi parantos muncul, sareng elongasina langkung ageung tibatan 2%. Jumlah badag nyaéta serat karbon basis PAN polipropilén panon. Serat karbon gaduh kakuatan sareng modulus axial anu luhur, teu aya kujang, résistansi kacapean anu saé, panas spésifik sareng konduktivitas listrik antara non-logam sareng logam, koefisien ékspansi termal leutik, résistansi korosi anu saé, dénsitas serat rendah, sareng transmisi sinar-X anu saé. Tapi, résistansi dampakna goréng sareng gampang ruksak, oksidasi lumangsung dina pangaruh asam kuat, sareng karbonisasi logam, karburisasi, sareng korosi éléktrokimia lumangsung nalika digabungkeun sareng logam. Hasilna, serat karbon kedah dirawat permukaan sateuacan dianggo.