Что такое карбон?
Главная
Карбон - это период палеозойской эры, но сегодня речь пойдет не о нем. Мы расскажем о композитном материале. Карбон относится к углепластикам. Этот класс материалов объединяет в себе великое множество различных рецептур, но их связывает одно - в качестве наполнителя в них выступают углеродные частицы, волокна и чешуйки. В основе углетканей лежат достаточно тонкие нити углерода. Сломать такую нить достаточно просто, но порвать практически невозможно. Из таких нитей производят ткани, где они крепятся параллельно друг другу.
Благодаря своей конструкции все углепластики обладают выраженной анизотропией (различные свойства в различных направлениях). Чтобы получить прочную поверхность углеволокно укладывают в несколько слоев, при этом каждый раз меняя направление нитей. Скрепляют волокна смолами, как и стеклопластик. Процессы клейки практически идентичен, но смолы применяются более дорогие и качественные. Для работы с карбоном обычные полиэфирные смолы не подходят.
Чтобы раскрыть все свойства этого материала, нужно применять термообработку, вакуумные технологии и использовать сложное дорогостоящее оборудование, например, автоклав. Но все затраченные усилия в конечном итоге оправдываются.
При ответе на вопрос «Что такое карбон?», стоит упомянуть, что этом материал на 20% легче алюминия и на 40% легче стали. Детали из углепластика намного прочнее и легче стеклопластиковых аналогов.
Этот материал прочно вошел в автоспорт после того, как Джон Барнард в 1981 г. использовал этот материал при создании монокока на автомобиль McLaren MP4/1. С этого момента карбоновые детали стали применятся в обычных автомобилях.
Но парадокс состоит в том, что простые обыватели полюбили карбон не за его выдающиеся качества, а за необычный внешний вид. Карбоновые накладки стали популярны благодаря спортивным автомобилям, где они выполняли функции максимальной прочности при небольшом весе.
В карбоне, который применятся для строительства матч и других изделий с высокой прочностью, ткань состоит практически из углепластикового волокна, при этом нити соединения практически не видны. В оформлении салона углеволокно похоже на ткань с различными вариациями рисунка. Эти ткани клеятся в один слой. После высыхания и полировки получается красивый орнамент. Но при работе с ним стоит учитывать один сложный момент. Четкий геометрический рисунок ткани предполагает более тщательное и аккуратное изготовление деталей, т.к. на горизонтальной плоскости любое искривление сразу бросается в глаза.
Чаще всего на вопрос «что такое карбон?» мы вспоминаем о стандартном рисунке «шахматка» черно-белого цвета, благодаря различным углеродным волокнам открывается простор для дизайнерских решений. Пленок с подобным рисунком на рынке огромное количество. Но сам карбон - это действительно практичный, легкий и красивый материал. Несмотря на все свои положительные стороны, конструкционный карбон имеет ряд недостатков, как и любой другой материал. Карбон практически не растягивается, а боязнь точечных ударов и хрупкость делают этот материал достаточно уязвимым.
Перед тем как узнать, что такое карбон, необходимо точно рассчитать большое количество параметров, чтобы изделие из него исправно работало. Направление нитей углеволокна, толщина слоя и количество смолы являются очень важными параметрами. Например, при изготовлении корпусов для болидов Формулы-1 используют специальные компьютерные программы.
Стоит помнить, что в контакте с другими металлами, например, алюминием у карбона проявляются не самые лучшие качества. Графит, который является основным компонентом углеволокна, и алюминий при взаимодействии могут образовать гальваническую пару. Если такое сочетание использовалось при строительстве лодки, которая будет эксплуатироваться в соленой воде, являющейся по сути своей электролитом, то корродирование металла происходит очень быстро. Поэтому в такой углепластик вводят нейтральные вставки из стеклопластика.