Manual: все о карбоне

Автор:
xxxANGELxxx
Печать
дата:
6 марта 2010 10:10
Просмотров:
4532
Комментариев:
17
Manual: все о карбоне


ЭПОХА КАРБОНА

…Новые группы животных начинают завоевывать сушу, но их отрыв от водной среды не был еще окончательным. К концу карбона (350-285 млн. лет назад) относится появление первых пресмыкающихся – полностью наземных представителей позвоночных…
Учебник по биологии

Manual: все о карбоне
Manual: все о карбоне


Спустя 300 миллионов лет карбон снова вернулся на Землю. Речь о технологиях, которые олицетворяют новое тысячелетие. Карбон – это композитный материал. Основу его составляют нити из углерода, которые имеют различную прочность. Эти волокна имеют такой же модуль Юнга, как и сталь, но при этом их плотность даже меньше, чем у алюминия (1600 кг/м3). Тем, кто не учился на физтехе, придется сейчас напрячься… Модуль Юнга – это один из модулей упругости, характеризующий способность материала сопротивляться растяжению. Другими словами, нити углерода очень сложно порвать или растянуть. А вот с сопротивлением сжатию все хуже. Для решения этой проблемы придумали сплетать волокна между собой под определенным углом, добавив в них резиновые нити. Потом несколько слоев такой ткани соединяются между собой эпоксидными смолами. Полученный материал называется карбон или углеволокно.

С середины прошлого века многие страны проводили эксперименты с получением карбона. В первую очередь в этом материале были заинтересованы, конечно, военные. В свободную продажу карбон поступил только в 1967 году. Первой фирмой, занявшейся реализацией нового материала, стала британская фирма Morganite Ltd. При этом продажа углеволокна, как стратегического товара, была строго регламентирована.

Достоинства и недостатки

Наиболее важное достоинство углеволокна – это высочайшее отношение прочности к весу. Модуль упругости лучших «сортов» углеволокна может превышать 700 ГПа (а это нагрузка 70 тонн на квадратный миллиметр!), а разрывная нагрузка может достигать 5 ГПа. При этом карбон на 40% легче стали и на 20% легче алюминия.

Среди недостатков карбона: длительное время изготовления, высокая стоимость материала и сложность в восстановлении поврежденных деталей. Еще один недостаток: при контакте с металлами в соленой воде углепластик вызывает сильнейшую коррозию и подобные контакты следует исключать. Именно по этой причине карбон так долго не мог войти в мир водного спорта (недавно этот недостаток научились обходить).

Manual: все о карбоне
Manual: все о карбоне
Manual: все о карбоне


Другое важное свойство карбона – низкая способность к деформации и небольшая упругость. При нагрузке карбон разрушается без пластической деформации. Это означает, что карбоновый монокок будет защищать гонщика от сильнейших ударов. Но если не выдержит – то не погнется, а сломается. Причем разлетится на острые куски.

Получение углеволокна

На сегодняшний день существуют несколько способов получения углеволокна. Основные: химическая осадка углерода на филамент (носитель), выращивание волоконноподобных кристалов в световой дуге, и построение органических волокон в специальном реакторе – автоклаве. Последний способ получил наибольшее распространение, но и он довольно дорог и может применяться только в промышленных условиях. Сначала нужно получить нити углерода. Для этого берут волокна материала с названием полиакрилонитрил (он же PAN), нагревают их нагреваются до 260°С и окисляют. Полученный полуфабрикат нагревается в инертном газе. Долговременное нагревание при температурах от нескольких десятков до нескольких тысяч градусов Цельсия приводит к процессу так называемого пиролиза – с материала убывают летучие составляющие, частицы волокон образуют новые связи. При этом происходит обугливание материала – «карбонизация» и отторжение неуглеродный соединений. Завершающий этап производства углеволокна включает в себя переплетение волокон в пластины и добавление эпоксидной смолы. В результате получаются листы черного углеволокна. Они имеют хорошую упругость и большую нагрузку на разрыв. Чем больше проводит времени материал в автоклаве, и чем больше температура, тем более качественный получается карбон. При изготовлении космического углеволокна температура может достигать 3500 градусов! Самые прочное сорта проходят дополнительно еще несколько ступеней графитирования в инертном газе. Весь этот процесс очень энергоемкий и сложный, потому карбон заметно дороже стеклопластика. Осуществить процесс дома не пытайся, даже если у тебя есть автоклав – в технологии множество хитростей...

Карбон в автомире

Появление карбона не могло не заинтересовать конструкторов гоночных автомобилей. К моменту появления углеволокна на трассах F1, почти все монококи делались из алюминия. Но у алюминия были недостатки, в числе которых его недостаточная прочность при больших нагрузках. Увеличение прочности требовало увеличения размеров монокока, а следовательно и его массы. Углеволокно оказалось великолепно подходящей альтернативой алюминию.

Manual: все о карбоне
Manual: все о карбоне
Manual: все о карбоне


Первым автомобилем, шасси которого было выполнено из углеволокна, стал McLaren МР4. Путь карбона в автоспорте был тернист и заслуживает отдельного рассказа. На сегодняшний день карбоновый монокок имеют абсолютно все болиды Формулы-1, а так же практически все «младшие» формулы, ну и большинство суперкаров, естественно. Напомним, монокок – это несущая часть конструкции болида, к нему крепятся двигатель и коробка, подвеска, детали оперения, сидение гонщика. Одновременно он играет роль капсулы безопасности.

Тюнинг

Когда мы говорим «карбон», то вспоминаем, конечно, капоты тюнинг-каров. Однако сейчас нет кузовной детали, которая не могла бы быть сделана из карбона – не только капоты, но и крылья, бампера, двери и крыши... Факт экономии веса очевиден. Средний выигрыш в весе при замене капота на карбоновый составляет 8 кг. Впрочем, для многих главным будет тот факт, что карбоновые детали практически на любой машине выглядят безумно стильно!

Карбон появился и в салоне. На крышках тумблеров из углеволокна много не сэкономишь, но эстетика – вне сомнений. Салонами с элементами карбона не брезгуют ни Ferrari, не Bentley.

Но карбон это не только материал дорогого стайлинга. Например, он прочно прописался в сцеплении автомобилей; причем из углеволокна делают и фрикционные накладки, и сам диск сцепления. Карбоновая «сцепа» имеет высокий коэффициент трения, мало весит, и в три раза сильнее сопротивляются износу, чем обычная «органика».

Manual: все о карбоне
Manual: все о карбоне
Manual: все о карбоне


Другой областью применения карбона стали тормоза. Невероятные характеристики тормозов современной F1 обеспечивают диски из карбона, способные работать при высочайших температурах. Они выдерживают до 800 циклов нагрева за гонку. Каждый из них весит менее килограмма, тогда как стальной аналог как минимум в три раза тяжелее. На обычную машину карбоновые тормоза пока не купить, но на суперкарах подобные решения уже попадаются.

Другой часто используемый тюнинг-девайс – прочный и легкий карбоновый карданный вал. А еще недавно прошел слух, что Ferrari F1 собирается установить на свои машины карбоновые коробки передач…

Наконец, карбон обширно применяется в гоночной одежде. Карбоновые шлемы, ботинки с карбоновыми вставками, перчатки, костюмы, защита спины и.т.д. Такой «экип» не только лучше смотрится, но и повышает безопасность и снижает вес (очень важно для шлема). Особой популярностью карбон пользуется у мотоциклистов. Самые продвинутые байкеры одевают себя в карбон с ног до головы, остальные тихо завидуют и копят деньги.

Новая религия

Незаметно и тихо подкралась новая карбоновая эпоха. Карбон стал символом технологий, совершенства и нового времени. Его используют во всех технологичных областях – спорт, медицина, космос, оборонная промышленность. Но улеволокно проникает и в наш быт! Уже можно найти ручки, ножи, одежду, чашки, ноутбуки, даже карбоновые украшения… А знаешь, в чем причина популярности? Все просто: Формула 1 и космические корабли, снайперские винтовки последних образцов, монококи и детали суперкаров – чувствуешь связь? Все это лучшее в своей отрасли, предел возможностей современных технологий. И люди, покупая карбон, покупают частичку недосягаемого для большинства совершенства…

Manual: все о карбоне

Manual: все о карбоне

Manual: все о карбоне

Manual: все о карбоне


Факты:

в листе карбона толщиной 1 мм 3-4 слоя углеродных волокон
в 1971 году британская фирма Hardy Brothers первая в мире представила удилища для ловли рыбы из углеволокна
сегодня из карбона изготавливают высокопрочные канаты, сети для рыбодобывающих судов, гоночные паруса, двери кабины пилотов самолетов, пуленепробиваемые защитные армейские каски
для спортивной стрельбы из лука на длинные дистанции спортсмены-профессионалы обычно используются стрелы из алюминия и карбона.
На Essen Motor Show мы увидели у одного сотрудника стенда AutoArt чумовое карбоновое кольцо на пальце. На просьбу показать товар в своем бескрайнем каталоге он ответил, что это вообще-то просто карбоновая втулка, которую он снял со своего велосипеда…

0 не понравился
39 понравился пост
 
Незарегистрированные посетители не могут оценивать посты
 
 
 
 

 
 
 
 

Комментарии

 
 

 
 
 
Bistroff
Дата:
(6 марта 2010 10:26)
#1
Жаль что дорог у нас((( Так бы все тачки были бы кАрбоновыми)))
 
vk.com/ivan_bistroff
Томская область > Северск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
dark lad
Дата:
(6 марта 2010 11:00)
#2
дааа к сожалению мечтать о корбоновых корпусах к нашим тачкам не вредно!!!
Томск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
MegaFrame
Дата:
(6 марта 2010 12:30)
#3
Цитата: dark lad
корбоновых

Ты настолько тупой, что прочтя весь текст и его заглавие не смог написать слово карбон?
 
А небо все точно такое же,
Как, если бы ты не продался (с)ГО
Томская область > Северск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
Gorinich-85
Дата:
(6 марта 2010 13:00)
#4
Даешь карбоновую шестерку!!! biggrin
Томск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
Sunshine-313
Дата:
(6 марта 2010 13:13)
#5
Спасибо за пост) Никогда не понимала,что такое карбон и зачем он нужен))) biggrin
 
_._._._Если звёздочки зажигаются,-значит,это кому-то нужно...^_^ _._._.
Томск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
PRODIGY
Дата:
(6 марта 2010 13:30)
#6
Пост отличный и познавательный,автор молодец.Но про карбон всё это я ещё в 7 классе знал:)
[ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
SHAMAN
Дата:
(6 марта 2010 13:44)
#7
Пост зачетный, очень мног написано для тех кто не в курсе вообще что такое карбон
 
Только к терпеливому воину приходит победа. Конфуций.
Томская область > Северск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
Bistroff
Дата:
(6 марта 2010 14:36)
#8
Цитата: MegaFrame
Ты настолько тупой, что прочтя весь текст и его заглавие не смог написать слово карбон?

Я тоже опечатался, тоже скажешь что я тупой? Ты по одной ошибке в слове ставишь клеймо на человека? Извини, но это неправильно!
 
vk.com/ivan_bistroff
Томская область > Северск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
Valuy
Дата:
(6 марта 2010 16:43)
#9
Цитата:
>При этом карбон на 40% легче стали и на 20% легче алюминия.
Плотность стали 7,8т/м3 алюминия 2,7т/м3 7,8-40%=4,68
2,7-20%=2,16 получается 4,68=2,16 бредятина какая-то
Воронеж [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
Vzgrevshik
Дата:
(6 марта 2010 18:20)
#10
а я то думал, почему когда пилиш его такие пакосные нити остаются... а он аказыца сплетен из нитий lol
Класная штука! жалко дорогая!
З.Ы. спс за инфу thumbup
Томск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
SNIKERS_LICH_KING
Дата:
(6 марта 2010 20:19)
#11
Gorinich-85,
Нееее - даешь Копейку карбоновую! thumbup
 
Таких как я - не было, нет и НЕ НАДО!!!
Иркутск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
MegaFrame
Дата:
(6 марта 2010 21:00)
#12
Цитата: Bistroff
Я тоже опечатался, тоже скажешь что я тупой? Ты по одной ошибке в слове ставишь клеймо на человека? Извини, но это неправильно!

Перечитать свой коммент перед выкладыванием и потом прочитать и быренько исправить - не судьба?
 
А небо все точно такое же,
Как, если бы ты не продался (с)ГО
Томская область > Северск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
psyden
Дата:
(6 марта 2010 21:44)
#13
Хороший пост! 5+
Томск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
Bistroff
Дата:
(7 марта 2010 10:25)
#14
Цитата: MegaFrame
Перечитать свой коммент перед выкладыванием и потом прочитать и быренько исправить - не судьба?

Ну вот сам ответил! Не судьба - это ещё не тупой человек!
 
vk.com/ivan_bistroff
Томская область > Северск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
Vi29
Дата:
(7 марта 2010 20:52)
#15
Valuy, видимо учитывают толщину конкретной детали, просто из алюминия будет толще стальной при одинаковой прочности?
Томск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
MNXA[kriminal]
Дата:
(8 марта 2010 11:54)
#16
Блин мне б мотак в корбон замутить!
ТАщусь от корбона и хрома!!!
 
Гыыыыыыыыыыыы!!!!!
Томск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
Psychotoxic
Дата:
(11 марта 2010 11:55)
#17
Надеюсь отечественный хлам не буду карбоном обшивать.. bad
 
Acid Sun, Chemical Sky
Томская область > Северск [ссылка]
0 / 0
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

Информация

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оставлять свои CRAZY комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
Пожалуйста пройдите простую процедуру регистрации или авторизируйтесь под своим логином. Также вы можете войти на сайт, используя существующий профиль в социальных сетях (Вконтакте, Одноклассники, Facebook, Twitter и другие)

 
 
 
 
 
Наверх