Uhlíkové vlákno je přesně to, co zní - vlákno vyrobené uhlík. Ale tato vlákna jsou pouze základem. To, co se běžně označuje jako uhlíkové vlákno, je materiál sestávající z velmi tenkých vláken atomů uhlíku. Když jsou spojeny s plastovou polymerní pryskyřicí teplem, tlakem nebo ve vakuu Kompozitní materiál je vytvořen silný a lehký.
Podobně jako látka, bobří hráze nebo ratanové křeslo, síla uhlíkových vláken je ve vazbě. Čím složitější bude vazba, tím odolnější bude kompozit. Je užitečné si představit drátěné plátno, které je propleteno s jinou obrazovkou pod úhlem, a další v mírně odlišném úhlu, a tak dále, s každým drátem v každé síto z uhlíkových vláken prameny. Nyní si představte tuto síť obrazovek promočenou v tekutém plastu a poté stiskněte nebo zahrejte, dokud se materiál nerozpojí. Úhel tkát, stejně jako pryskyřice použité s vláknem, určí pevnost celkového kompozitu. Pryskyřice je nejčastěji epoxidová, ale může být také termoplastická, polyuretanová, vinylester nebo polyester.
Alternativně může být forma odlita a uhlíková vlákna na ni nanesena. kompozit z uhlíkových vláken se potom nechá vyléčit, často vakuovým procesem. V tomto způsobu se forma používá k dosažení požadovaného tvaru. Tato technika je upřednostňována pro nekomplikované formuláře, které jsou potřebné na vyžádání.
Materiál z uhlíkových vláken má široké uplatnění, protože může být vytvořen při různých hustotách v neomezených tvarech a velikostech. Uhlíkové vlákno je často tvarováno do hadiček, tkanin a látek a může být vytvořeno na zakázku do libovolného počtu složených částí a kusů.
Běžné použití uhlíkových vláken
- Špičkové automobilové komponenty
- Rámy pro jízdní kola
- Rybářské pruty
- Podrážky bot
- Baseballové pálky
- Ochranné pouzdra pro notebooky a iPhony
Exotičtější použití lze nalézt v:
- Letecký a kosmický průmysl
- Ropný a plynárenský průmysl
- Bezpilotní vzdušná vozidla
- Satelity
- Závodní auta Formule 1
Někteří by však tvrdili, že možnosti uhlíkových vláken jsou omezeny pouze poptávkou a představivostí výrobce. Nyní je dokonce běžné najít uhlíkové vlákno v:
- Hudební nástroje
- Nábytek
- Umění
- Konstrukční prvky budov
- Mosty
- Lopatky větrné turbíny
Pokud by se dalo říci, že uhlíkové vlákno má nějaké zmírnění, bylo by to Výrobní cena. Uhlíkové vlákno není snadno vyráběno hromadně, a je proto velmi drahé. Kolo z uhlíkových vláken snadno poběží v tisících dolarů a jeho použití v automobilovém průmyslu je stále omezeno na exotické závodní automobily. Uhlíkové vlákno je v těchto výrobcích populární a jiné jsou díky svému poměru hmotnosti k pevnosti a jeho odolnosti vůči plameni natolik, že existuje trh pro syntetiku, která vypadá jako uhlíkové vlákno. Imitace jsou však často jen částečně uhlíkové vlákno nebo jednoduše plastické, aby vypadaly jako uhlíkové vlákno. K tomu často dochází v ochranných obalech pro počítače a další drobnou spotřební elektroniku.
Vzhůru nohama je, že části a výrobky z uhlíkových vláken, pokud nebudou poškozeny, vydrží téměř doslova věčně. Díky tomu jsou pro spotřebitele dobrou investicí a také udržují výrobky v oběhu. Pokud například spotřebitel nechce platit za sadu zcela nových golfových klubů s uhlíkovými vlákny, je pravděpodobné, že se tyto kluby objeví na sekundárním použitém trhu.
Uhlíkové vlákno je často zaměňováno laminát, a zatímco existují podobnosti ve výrobě a některé zkřížení v konečných produktech, jako je nábytek a automobilové výlisky, jsou odlišné. Sklolaminát je polymer to je spíše vyztuženo tkanými prameny silikagelu než uhlíkem. Kompozity z uhlíkových vláken jsou silnější, zatímco laminát má větší flexibilitu. A oba mají různá chemická složení, díky nimž jsou vhodnější pro různé aplikace.
Recyklace uhlíkových vláken je velmi obtížná. Jediný dostupný způsob úplné recyklace je proces zvaný tepelná depolymerace, při kterém je produkt z uhlíkových vláken přehříván v komoře bez kyslíku. Uvolněný uhlík může být poté zajištěn a znovu použit a veškeré použité pojivo nebo vyztužený materiál, který byl použit (epoxid, vinyl atd.), Je spálen. Uhlíkové vlákno lze také rozkládat ručně při nižších teplotách, ale výsledný materiál bude slabší díky zkráceným vláknům, a proto pravděpodobně nebude použit ve svém nejideálnějším stavu aplikace. Například velká část hadic, která se již nepoužívá, může být rozdělena a zbývající části použity pro počítačové skříně, kufříky nebo nábytek.
Uhlíkové vlákno je neuvěřitelně užitečný materiál používaný v kompozitech a bude i nadále růst podílu výrobního trhu. Jak se vyvíjí více metod pro ekonomickou výrobu kompozitů z uhlíkových vláken, cena bude i nadále klesat a tento jedinečný materiál bude využívat více průmyslových odvětví.