Ar anglies pluoštas yra laidus?

Kas yra anglies pluoštai?

Anglies pluoštai yra į grafitą panašūs ilgos grandinės anglies vienetai, turintys tinklinę struktūrą. Ilgos grandinės tinkliniai anglies vienetai atsiranda dėl anglies atomų katenacijos savybių, ty panašaus elemento atomų jungties.

Thomas Elva Edison yra pripažintas sukūręs pirmąjį anglies siūlą, skirtą bandyti lemputės elektrinį siūlą naudojant natūralią medvilnę.

Pirmtakai yra žaliaviniai elementai, naudojami anglies pluošto gamyboje.

Kaip gaminamas anglies pluoštas?

Dauguma anglies pluošto gaminami naudojant procesą, vadinamą poliakrilnitrilu arba PAN. Proceso metu pluošto lakštas yra veikiamas tokio didelio karščio, kad beveik viskas, išskyrus pačią anglį, sudega.

Įprasto anglies pluošto gamybos žingsniai:

1: Polimerizacija: norint pagaminti ilgos grandinės polimerą, pirmtakas yra polimerizuojamas.

2: Verpimas: Po to polimeras susukamas į ilgus pluoštus. Dažniausiai naudojamos cheminės ir mechaninės procedūros.

3: Oksidacija: pluoštas stabilizuojamas kaitinant jį ore. Jis sugeria deguonį iš oro ir vyksta sudėtingas atomų pertvarkymo procesas, kad stabilizuotų pluoštą.

4: Karbonizacija: Jei nėra deguonies, oksiduoto ir stabilizuoto pluošto apdorojimas aukštoje temperatūroje padeda prarasti ne anglies atomus, todėl susidaro sandariai supakuotas anglies pluoštas.

5: Paviršiaus apdorojimas: karbonizuoti pluoštai blogai sukimba, todėl jiems sunku susilieti su epoksidine derva, kad susidarytų kompozitas. Norint įgyti šią surišimo galimybę, paviršius apdorojamas atitinkamomis cheminėmis medžiagomis.

6: Dydis: Apsaugai pluoštai yra padengti epoksidine derva, nailonu, poliesteriu ir kitomis medžiagomis. Tai vadinama dydžio nustatymu.

Tada anglies pluošto žaliavos lakštas sujungiamas su kitais metalais (svarbi anglies pluošto laidumo supratimo dalis), o gautas junginys apdorojamas ir apdorojamas naudojant cheminius procesus.

Procesas yra išsamus ir todėl brangus.

SUSIJĘS: 5 įdomūs anglies pluošto lakštų naudojimo būdai

Ar anglies pluoštas yra laidus pats savaime?

Ne, anglies pluoštas nėra per daug laidus, kai jis nėra derinamas su niekuo kitu, nei šilumos, nei elektros laidumo požiūriu.

Kalbant apie šilumos laidumą (gebėjimą praleisti šilumą), anglies pluoštas yra vidutinis. Santykinai aukštos kokybės anglies pluoštas turi maždaug tiek pat šilumos laidumo kaip silicis, o net aukščiausios klasės anglies pluoštas turi mažesnį laidumą nei aliuminis.

Paprastas senas anglies pluoštas yra šiek tiek geresnis, kai kalbama apie elektros laidumą, nors jis vis dar nėra toks laidus kaip dauguma metalų. Kai jis naudojamas kaip elektros laidininkas, geriausia modifikuoti anglies pluoštą pynant jį kartu su kitais metalais arba sukuriant labiau elektrai laidžių anglies alotropą, pavyzdžiui, deimantą ar grafitą.

Kaip padaryti, kad anglies pluoštas taptų laidesnis?

Norint padidinti elektros laidumą, anglies pluoštas turi būti apdorojamas kitomis medžiagomis, kai jis yra izoliuotas. Geriausi junginiai, kuriuos galima derinti su anglies pluoštu, siekiant padidinti laidumą, yra lateksas joniniam laidumui (per skystį) ir silicio dioksido dūmai elektroniniam laidumui (per kietą medžiagą).

Yra anglies alotropų, kurie praleidžia šilumą daug geriau nei anglies pluošto -- deimantas, ypač praleidžia šilumą iki 100 kartų efektyviau nei paprastas anglies pluoštas. Sukurti šiuos alotropus toli gražu nėra lengva, tačiau yra procesų, susijusių su slėgiu, šiluma ir kitomis cheminėmis reakcijomis, kurios leidžia transformuotis. Jei anglies pluoštas bus apdorotas šiais anglies alotropais, kai jie bus paruošti, anglies pluošto šilumos laidumas gali padidėti daug kartų.

Taigi, ar anglies pluoštas yra laidus? Ne tiek daug savo pagrindinėje būsenoje, bet tai gali lengvai pasikeisti su šiek tiek mokslo.

SUSIJĘS: Kam naudojamas anglies pluošto įvyniojimas?

Ar anglies pluoštas yra laidus, palyginti su metalu?

Ne savaime, ne. Tačiau apdorojus kitais metalais, taip yra.

Pats anglies pluoštas nėra puikus elektros laidininkas, palyginti su metalu. Tiesą sakant, dauguma metalų praleidžia elektrą maždaug 1000 kartų, kaip ir paprastas anglies pluoštas. Net ir apdorotas kitomis medžiagomis, anglies pluoštas vis tiek nėra toks geras kaip metalas, kai kalbama apie elektros laidumą. Metalai, tokie kaip sidabras, aliuminis ir varis, ypač gerai praleidžia elektrą, vis dar maždaug 100 kartų greičiau nei anglies pluoštas, apdorotas gerais elektros laidininkais.

Šilumos energijos vedimas yra kita istorija. Gerai pagamintas ir tinkamai apdorojamas anglies pluoštas iš tikrųjų yra labiau laidus šilumai nei labai laidus metalas, pavyzdžiui, varis.

Kokie yra laidžios anglies pluošto naudojimo būdai?

Apdorotas anglies pluoštas naudojamas prabangiuose daiktuose, tokiuose kaip šalmai ir lagaminai, kurie yra lengvi ir patvarūs. Tačiau anglies pluošto laidumas šviečia labiau pramonėje, pavyzdžiui, konteinerių dailylentės inžinerijos ir kosmoso projektuose.

Mokslas vis dar stengiasi pagerinti anglies pluošto elektrinį laidumą. Dėl savo išskirtinio patvarumo, atsparumo karščiui, lengvumo ir mažo dydžio, palyginti su tokiais dalykais kaip metaliniai laidai, tikimasi, kad anglies pluošto gaminiai ateityje bus naudojami kaip laidininkai.

Anglies pluoštas turi daug nuostabių savybių. Vienas iš jų yra nuostabūs jo, kaip šilumos ar elektros laidininko, sugebėjimai, kai jis apdorojamas kitais metalo kompozitais.