Serat karbon: properti, foto, perolehan, penggunaan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Industri dan konstruksi maju baru-baru ini menguasai banyak teknologi baru yang fundamental, yang sebagian besar terkait dengan material inovatif. Pengguna biasa dapat melihat manifestasi dari proses ini pada contoh bahan bangunan dengan dimasukkannya komposit. Juga di industri otomotif, elemen karbon sedang diperkenalkan yang meningkatkan kinerja mobil sport. Dan ini tidak semua area di mana serat karbon digunakan. Dasar untuk komponen ini adalah serat karbon, fotonya disajikan di bawah ini. Sebenarnya, keunikan dan distribusi aktif komposit generasi baru terletak pada kualitas teknis dan fisik yang tak tertandingi.

Teknologi produksi

Untuk produksi bahan, bahan baku yang digunakan berupa serat alami atau kimia yang berasal dari organik. Selanjutnya, sebagai hasil dari pemrosesan khusus, hanya atom karbon yang tersisa dari benda kerja asli. Kekuatan utama yang mempengaruhi adalah suhu. Proses teknologi melibatkan penerapan beberapa tahap perlakuan panas. Pada tahap pertama, struktur primer dioksidasi dalam kondisi suhu hingga 250 °C. SelanjutnyaPada tahap ini, produksi serat karbon masuk ke prosedur karbonisasi, sebagai akibatnya bahan dipanaskan dalam lingkungan nitrogen pada suhu tinggi hingga 1500 °C. Dengan demikian, struktur seperti grafit terbentuk. Seluruh proses manufaktur diselesaikan dengan perlakuan akhir berupa grafitisasi pada suhu 3000 °C. Pada tahap ini, kandungan karbon murni dalam serat mencapai 99%.

Di mana serat karbon digunakan?

Jika pada tahun-tahun pertama mempopulerkan bahan itu digunakan secara eksklusif di area yang sangat khusus, hari ini ada perluasan produksi di mana serat kimia ini digunakan. Bahannya cukup plastis dan heterogen dalam hal kemungkinan eksploitasi. Dengan probabilitas tinggi, cakupan serat tersebut akan berkembang, tetapi hari ini jenis dasar presentasi bahan di pasar telah terbentuk. Secara khusus, kami dapat mencatat industri konstruksi, obat-obatan, pembuatan teknik listrik, peralatan rumah tangga, dll. Untuk area khusus, penggunaan serat karbon masih relevan untuk produsen peralatan pesawat terbang, elektroda medis, dan bahan penyerap radar.

Bentuk produksi

Pertama-tama, ini adalah produk tekstil tahan panas, di antaranya kita dapat membedakan kain, benang, rajutan, kain kempa, dll. Arah yang lebih teknologis adalah pembuatan komposit. Mungkin ini adalah segmen terluas di mana serat karbon direpresentasikan sebagai dasar produk untuk produksi serial.produksi. Secara khusus, ini adalah bantalan, unit tahan panas, suku cadang, dan berbagai elemen yang beroperasi di lingkungan yang agresif. Sebagian besar komposit difokuskan pada pasar otomotif, namun industri konstruksi juga cukup bersedia mempertimbangkan proposal baru dari produsen serat kimia ini.

Properti bahan

Spesifikasi teknologi untuk mendapatkan bahan meninggalkan bekas pada kinerja serat. Akibatnya, stabilitas termal yang tinggi telah menjadi ciri pembeda utama dari struktur produk tersebut. Selain efek termal, bahan ini juga tahan terhadap lingkungan agresif kimia. Benar, jika oksigen hadir selama proses oksidasi saat dipanaskan, ini memiliki efek merugikan pada serat. Namun kekuatan mekanik serat karbon dapat bersaing dengan banyak bahan tradisional yang dianggap keras dan tahan terhadap kerusakan. Kualitas ini sangat menonjol dalam produk karbon. Properti lain yang diminati di kalangan teknologi berbagai produk adalah kemampuan penyerapan. Karena permukaannya yang aktif, serat ini dapat dianggap sebagai sistem katalitik yang efisien.

Produser

Pemimpin di segmen ini adalah perusahaan Amerika, Jepang, dan Jerman. Teknologi Rusia di bidang ini praktis tidak berkembang dalam beberapa tahun terakhir dan masih didasarkan pada perkembangan era Soviet. Sampai saat ini, setengahSerat yang diproduksi di dunia dipertanggungjawabkan oleh perusahaan Jepang Mitsubishi, Kureha, Teijin, dan lain-lain. Sebagian lagi dibagi antara Jerman dan Amerika. Misalnya, pihak AS adalah Cytec, dan di Jerman serat karbon diproduksi oleh SGL. Belum lama ini, perusahaan Taiwan Formosa Plastics masuk dalam daftar pemimpin di bidang ini. Sedangkan untuk produksi dalam negeri, hanya dua perusahaan yang terlibat dalam pengembangan komposit - Argon dan Khimvolokno. Pada saat yang sama, pengusaha Belarusia dan Ukraina telah membuat pencapaian signifikan dalam beberapa tahun terakhir, menguasai ceruk baru untuk penggunaan komersial serat karbon.

Masa depan serat karbon

Karena beberapa jenis CFRP akan segera memungkinkan produksi produk yang dapat mempertahankan struktur aslinya selama jutaan tahun, banyak ahli memperkirakan kelebihan produksi produk tersebut. Meskipun demikian, perusahaan yang tertarik terus berlomba untuk meningkatkan teknologi. Dan ini sebagian besar dibenarkan, karena sifat serat karbon adalah urutan besarnya lebih unggul dari bahan tradisional. Cukup mengingat kekuatan dan ketahanan panasnya. Berdasarkan keunggulan ini, pengembang sedang menjajaki area pengembangan baru. Pengenalan materi, kemungkinan besar, akan mencakup tidak hanya area khusus, tetapi juga area yang dekat dengan konsumen massal. Misalnya, elemen plastik, aluminium, dan kayu biasa dapat diganti dengan serat karbon, yang akan mengungguli material konvensional dalam sejumlah kualitas kinerja.

Kesimpulan

Banyak faktor yang mencegah adopsi serat buatan yang inovatif secara luas. Salah satu yang paling signifikan adalah biaya tinggi. Karena serat karbon memerlukan penggunaan peralatan berteknologi tinggi untuk manufaktur, tidak setiap perusahaan mampu mendapatkannya. Tapi ini bukan hal yang paling penting. Faktanya adalah tidak semua produsen tertarik dengan perubahan radikal dalam kualitas produk. Jadi, sambil meningkatkan daya tahan satu elemen infrastruktur, pabrikan tidak selalu dapat melakukan peningkatan serupa pada komponen yang berdekatan. Hasilnya adalah ketidakseimbangan yang meniadakan semua pencapaian teknologi baru.