Дата: 2022-05-28 Чыганак: Fiberепсел композитлары

Идеаль графит кристаллының тактасы структурасы алты почмаклы кристалл системасына карый, ул алты кешедән торган боҗра челтәре структурасында углерод атомнарыннан торган күп катламлы капма-каршы структура. Алты кешедән торган боҗрада углерод атомнары sp 2 гибрид формасында

Төп структура

Идеаль графит кристаллының тактасы алты почмаклы кристалл системасына керә, ул алты кешедән торган боҗралар челтәр структурасыннан торган углерод атомнарыннан тора. Алты кешедән торган боҗрада углерод атомнары sp 2 гибридизациясе бар. Sp2 гибридизациясендә 1 2с электрон һәм 2 2p электрон гибридизация бар, өч эквивалентлы көчле бәйләнеш формалаштыралар, бәйләнеш аралыгы 0,1421нм, уртача бәйләнеш энергиясе 627kJ / мол һәм бәйләнеш почмаклары бер-берсенә 120.

Шул ук яссылыктагы калган саф 2п орбиталлар өч о бәйләнеш урнашкан яссылыкка перпендикуляр, һәм N-бәйләнешен тәшкил иткән углерод атомнарының N-бәйләнешләре бер-берсенә параллель һәм зур N формалаштыру өчен бер-берсенә охшаш. -бонд; N электронында локальләштерелмәгән электроннар яссылыкка параллель рәвештә хәрәкәт итә ала, аңа үткәргеч үзлекләр бирә. Алар графитны кара итеп, күренгән яктылыкны сеңдерә ала. Графит катламнары арасындагы ван дер Вальс көче катламнардагы валентлык бәйләнеш көченнән күпкә кимрәк. Катламнар арасы 0,3354нм, ә бәйләнеш энергиясе 5,4kJ / мол. Графит катламнары алты почмаклы симметриянең яртысы белән шаккаталар һәм бүтән катламнарда кабатланалар, ABAB формалаштыралар ..

Структурасы [4], һәм аны үз-үзен майлау һәм үзара эчке сәләт белән тәэмин итү, 2-5 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә. Углерод җепселләре - карбонизация һәм графитизация ярдәмендә органик җепселдән алынган микрокристалл таш-сыя материал.

Углерод җепселенең микросруктурасы ясалма графитныкына охшаган, ул поликристалл хаотик графит структурасына керә. Графит структурасыннан аерма атом катламнары арасында тәртипсез тәрҗемә итүдә һәм әйләнүдә тора (рәсемне кара 2-6). Алты элементлы челтәр ковалент бәйләнеше атом катламына бәйләнгән - ул җепсел күчәренә параллель. Шуңа күрә, гадәттә, углерод җепселләре җепсел күчәре биеклеге буенча тәртипсез графит структурасыннан тора, нәтиҗәдә бик югары күчәр киеренкелеге модулусы барлыкка килә. Графитның лампель структурасы зур анисотропиягә ия, бу аның физик үзлекләрен дә анисотропияне күрсәтә.

Углерод җепселенең үзенчәлекләре һәм кулланылышы

Карбон җепселен филаментка, төп җепселгә һәм төп җепселгә бүлеп була. Механик үзлекләр гомуми төргә һәм югары җитештерүчәнлек төренә бүленә. Гомуми углерод җепселенең көче 1000 MPa, модуль 10OGPa тирәсе. Performanceгары җитештерүчән углерод җепселләре югары көч төренә (көч 2000MPa, 250GPa модуласы) һәм югары модельгә (300GPa өстендә модуль) бүленәләр. 4000MPa-тан зуррак көч шулай ук ​​ультра югары көч төре дип атала; 450GPa-тан зуррак модульле булганнар ультра югары модельләр дип атала. Аэрокосмик һәм авиация индустриясе үсеше белән, югары көч һәм югары озынлыктагы углерод җепселләре барлыкка килде, һәм аның озынлыгы 2% тан артык. Күп күләмдә полипропилен күз PAN нигезендәге углерод җепселләре. Углерод җепселенең югары охшаш көче һәм модуласы бар, селкенү юк, яхшы арыганлыкка каршы, металл булмаган һәм металл арасында махсус җылылык һәм электр үткәрүчәнлеге, җылылык киңәюенең кечкенә коэффициенты, яхшы коррозиягә каршы тору, аз җепсел тыгызлыгы һәм яхшы рентген тапшыру. Ләкин, аның тәэсиренә каршы тору начар һәм зыян китерү җиңел, оксидлашу көчле кислота тәэсирендә була, һәм металл карбонизация, карбуризация һәм электрохимик коррозия металл белән кушылганда барлыкка килә. Нәтиҗәдә, углерод җепселен кулланганчы өслектә эшкәртергә кирәк.