Всё, что вы хотели знать о карбоне

По просьбе наших читалелей расскажем о карбоне. Сами по себе нити карбона весьма хрупкие, поэтому из них плетутся эластичные и гибкие полотнища. К этим полотнищам добавляются связующие полимерные составы. Так и получают углепластики, совершившие настоящую революцию в технике, спорте и множестве других областей деятельности человека.

Что же такое карбон, и где он приминяется?

Что же такое карбон, и где он приминяется?

Наибольший спрос карбон снискал в автомобилестроении. Вначале его выдающимся сочетанием легкости и прочности заинтересовались конструкторы болидов Формулы-1. Карбон позволил существенно уменьшить вес гоночных авто. Впервые элементы кузова из углеволокна были сделаны Джоном Бернардом, инженером McLaren. Это позволило ощутимо прибавить в скорости и выйти команде McLaren в лидеры Ф-1.
Впрочем, за то, чтобы быть первым, пришлось заплатить весьма большие деньги, ведь изготовление всех углепластиковых деталей фактически ведется вручную. Карбоновая ткань особого плетения выкладывается в литейные формы, после этого формы соединяют с помощью полимерных составов. На последнем этапе её подвергают обработке при высоком давлении и температуре.
Именно поэтому на протяжении достаточно долгого времени использовались карбоновые элементы кузова исключительно в моделях премиального класса и суперкарах.
Лишь совсем недавно было представлено несколько серийных моделей авто доступных для широкого круга автомобилистов с углепластиковыми деталями.
В частности, речь идёт о новом BMW i3 и хэтчбеке Volkswagen Golf GTI VII, капот и крыша которого выполнены из углепластика, что позволило почти на 200 кг снизить вес автомобиля.
Материалы на основе карбона получили ещё большее применение в авиастроении, где они постепенно теснят сегодня традиционные титан и алюминий. Первыми перспективы карбона были оценены авиаконструкторами, работающими в «оборонке». Так, крылья и фюзеляж новейших российских истребителей Т-50 и Су-47 выполнены из углепластика.
Всё чаще карбон применяется и в пассажирских авиалайнерах, позволяя повысить грузоподъемность и снизить расход «горючки».
Так, фюзеляж самолета Boeing 787 Dreamliner на 50% состоит из композитных материалов, в основе которых лежит углерод. Это позволило снизить расход топлива лайнера почти на 20 процентов. Крылья авиалайнера Airbus А380 на 40% состоят из углепластиков, что также было сделано для расхода топлива.
Фюзеляжи некоторых самолетов сделаны из этого материла почти на 100%. В частности, речь идёт о современном бизнес-джете Hawker 4000.
Карбон всё чаще используется и в кораблестроении. Причиной популярности здесь также является феноменальное соотношение веса и прочности, что особенно важно в суровых морских условиях.
Этот материал обладает ударопрочностью и коррозийной стойкостью, что также имеет огромное значение для корабелов.
Как известно, первыми начали активно использовать карбон в оборонной сфере. Из углепластиков делают элементы для корпусов подводных лодок, поскольку они существенно снижают шум, а также обладают так называемым stealth-эффектом, который делает лодку «невидимой» для радаров противника. Шведские корветы типа «Visbi» могут похвастаться корпусом и надстройками, сделаны которые по stealth-технологии из карбоновых композитов.
Если говорить о гражданских кораблях, то им видимость для радаров, в общем-то, не нужна, а вот прочность, легкость и возможность изготовления деталей практически любой конфигурации – очень востребованы.
Всё чаще карбон применяется при строительстве прогулочных и спортивных яхт, где скоростные характеристики имеют огромное значение.
Элементы будущего судна создаются по компьютерной модели из углепластиковых холстов.
Вначале из специального модельного пластика делается полноразмерный макет корпуса и палубы. Затем вручную слоями по этим лекалам выклеиваются полотнища карбоновой ткани, скрепляются которые эпоксидными смолами. Готовый корпус после процедуры просушки шлифуется, красится и покрывается лаком.
Впрочем, существуют и более современные способы. Так, итальянской компании Lanulfi удалось почти на 100% автоматизировать процесс. При помощи 3D моделирования крупные конструктивные элементы судна разбиваются на более мелкие и идеально совпадающие части.
С помощью станка с ПО по компьютерной модели выполняются основы, выступающие в роли матриц для выклеивания деталей из углепластика.
Благодаря такому подходу удаётся добиться максимально точности, что имеет особенное значение для ходовых характеристик яхт спортивного класса.
Карбон выходит в массы
Все шире карбон используется в строительстве. Добавление в состав бетона углеродных волокон добавляет ему устойчивости к внешним воздействиям. Фактически речь идёт о сверхпрочном монолите, обладающем очень плотной поверхностью. Применяется такая технология при обустройстве туннелей, а также в строительстве плотин и небоскрёбов.
Не лишним будет рассказать и о материалах для ремонта, реставрации и усиления железобетонных поверхностей – специальные пластины и холсты из карбоновой ткани (скажем,
Carboplate и Mapewrap). С их помощью можно полностью восстановить конструкцию, при этом не прибегая к не всегда возможной и очень дорогой перезаливке.
Представить себе сегодня без карбона хотя бы одну высокотехнологичную отрасль просто невозможно. Карбон становится всё более доступным материалом и для обычных граждан. Сегодня у нас уже есть возможность купить углепластиковые лыжи, горные ботинки, сноуборды, велосипеды и спиннинги, шлемы и другую спортивную экипировку.
Впрочем, на смену карбону уже приходит новое поколение материалов. Речь идёт об углеродных нанотрубках. Углеродные нанотрубки прочнее стали в десятки раз и имеют массу других ценнейших свойств.
Так, совсем недавно канадским производителем одежды компанией Garrison Bespoke был представлен мужской костюм, сделанный из ткани, в основе которой лежат углеродные нанотрубки.
Впрочем, речь, скорее, идёт о супер-бронежилете, который защищает от ножевых ранений и способен остановить пули до 45 калибра. Также отметим, что рубашка вышла легче на 50%, чем кевлар – синтетический материал, который используется для изготовления бронежилетов. Несколько крупных политиков и бизнесменов уже обратили свой взор на такие костюмы.
Есть и вовсе фантастические и невероятные планы применения карбоновых нанотрубок. Например, сейчас ведётся разработка космического лифта, который позволит обходиться без опасных и дорогих запусков ракет: на лифте можно будет легко доставлять на орбиту грузы.
В основе лифта будет лежать сверхпрочный трос, протянутый к космической станции от поверхности планеты. Представить себе трос, который тянется на высоту около 35 тыс. километров над землёй, сегодня просто невозможно, но уже лет через 20 такие лифты могут стать вполне обыденной реальностью. Эти и другие «чудеса» подарит нам карбон – революционный уникальный материал.

Поделитесь своим мнением
Для оформления сообщений Вы можете использовать следующие тэги:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Яндекс.Метрика
Стройматериалы в Чебоксарах. Строительный портал Чебоксар для поставщиков строительных материалов, представителей строительных фирм и подрядчиков © 2017 ·   Войти   · При использовании материалов сайта, интерактивная ссылка на stroymanual.com обязательна. Наверх