Что такое углеродная ткань? Это материал, который состоит из чрезвычайно легких и прочных волокон армированного полимера. По своей сути, этот полимер является длинной цепочкой из молекул, которые атомы углерода удерживают вместе. Обычно, полимер, используемый для изготовления углеродной ткани, на девяносто процентов состоит из углерода, смешанного с десятью процентами разных добавок.
Могут отличаться друг от друга товары различных производителей - в зависимости от используемого при производстве армированного полимера и комбинаций сырья. О точном составе углеродной ткани, как правило, информация не разглашается. Ведь это - коммерческая тайна.
Производство углеродной ткани
С вытягивания в тонкие нити армированных полимеров начинается производство углеткани. Далее на бобины наматывают нити, полученные в процессе вытягивания, а затем, при помощи специальных ткацких станков, из них плетется сама ткань. Всего лишь пять-десять микрон имеет в диаметре каждая нить и, несмотря на это, она является очень прочной.
Углеродная ткань, на сегодняшний день, пожалуй, самый прочный сотканный материал.
Применение
Безгранично может быть применение углеродной ткани. Где применяется? Чаще всего ее используют там, где необходим малый вес, высокая проводимость, высокая прочность. В связи с тем, что углеткань может иметь разное качество, ее применение во многом зависит от состава и класса ткани. Например, высший сорт этого волокна используется в аэрокосмической отрасли.
Строительство
В строительстве, в системе внешнего армирования применяется сверхтонкая углеродная ткань. Во время ремонта несущих конструкций применение углеткани и эпоксидного связующего позволяет в сжатые сроки проводить реконструкцию и значительно уменьшает трудозатраты, если сравнивать с традиционными способами. Несмотря на то, что в разы снижается срок ремонта, в несколько раз увеличивается также срок службы конструкции. Несущая функция конструкции не просто восстанавливается , но и в несколько раз увеличивается.
Авиация
Для чего нужна углеродная ткань в авиации? Ее используют при создании цельных композитных деталей, также используются углеродные материалы. Получаемые изделия, отличающиеся легкостью и прочностью, позволяют заменить алюминиевые сплавы на углепластиковые. При весе в пять раз меньше алюминиевых деталей композитные обладают большей гибкостью, прочностью, устойчивостью к давлению.
Промышленность
Также углепластики используются в атомной промышленности при создании энергетических реакторов, где основное требование к используемым материалам - их радиационная устойчивость, стойкость к высоким температурам и давлению. Все эти свойства углеродная ткань имеет. Помимо этого, особое внимание в атомной отрасли отдается прочности внешних конструкций, поэтому ткань широко применяют также в системе внешнего армирования.
Углепластик
Карбон (или углепластик) используется в автомобилестроении для производства как отдельных узлов и деталей, так и для целых автомобильных корпусов. Большое соотношение прочности к весу позволяет производителям создавать безопасные и экономичные автомобили: снижение за счет углепластиков веса автомобиля снижает на 16 % выброс CO2 в атмосферу. Так как происходит снижение расхода топлива в несколько раз.
Достаточно прочные позиции занимают композиционные материалы в аэрокосмической гражданской отрасли. Высокие требования к ним ставят большие нагрузки космических полетов. Углеволокно и материалы из него работают в условиях повышенных и пониженных температур и давления, в условиях воздействия радиации, при высоких вибрационных нагрузках и т. п.
В судостроении углепластики из-за своей коррозионной стойкости, высокой удельной прочности, немагнитности, низкой теплопроводности и высокой ударостойкости являются лучшим составляющим для проектирования и создания новейших материалов и конструкций из них. Выбор именно этого материала обусловлен возможностью сочетания в нем одном высокой химической инертности и прочности, а также – звуко, вибро и радиопоглощения, что позволяет использовать его при изготовлении конструкций разных видов гражданских судов.
В мировой практике ветроэнергетика - одна из самых значимых областей, где применяется углеродный материал. Эта отрасль находится на стадии зарождения в России, хотя по всему миру появляются ветряки: и в прибрежных зонах, и в незаселенных районах, и на морских платформах. Непревзойденные прочность и легкость углепластиков позволили создавать лопасти более длинными. В свою очередь, они стали обладать большей энергопроизводительностью.
Широкое применение углепластики имеют и в железнодорожной отрасли. Прочность и легкость материала способствует облегчению конструкций железнодорожных вагонов, что позволяет, тем самым, снизить общий вес состава, увеличить его длину, улучшить скоростные характеристики.
Углеродное волокно также может быть использовано при прокладке железнодорожных путей и при строительстве железнодорожного полотна: длину проводов позволит увеличить высокий показатель прочности на изгиб, что сократит нужное количество опор и, в то же время, снизит риск их провисания.
В привычный уклад жизни каждого человека интенсивно входят композиционные материалы. Множество товаров народного потребления создаются из них: спортивный инвентарь и экипировка, предметы интерьера, детали бытовой техники, ЭВМ и многое другое.
