Po prvi put se ugljen u automobilskoj industriji počeo koristiti u stvaranju sportskih automobila još 60-ih godina. Postepeno je počeo privlačiti pažnju proizvođača konvencionalnih mašina, što je bilo zbog neobičnih svojstava ovog materijala.
Ugljenik i njegov sastav
Ugljenik (ili karbonsko vlakno) je skup najfinijih filamenata (prečnika 0,09 mm) ugljenika, čija je čvrstoća usporediva sa legiranim čelikom sa znatno manjom masom (približno poput aluminijuma). Vlakno je tkano od ovih niti; rezultat je vrlo izdržljiva tkanina. Vlakna se mogu nasumično poredati ili mogu biti u obliku tkanja.
Polazni materijal za proizvodnju ugljičnih vlakana je poliakrilonitril, bijela supstanca koja po svojstvima podsjeća na vunu. Grije se nekoliko puta u okruženju inertnog plina. U prvoj fazi, na temperaturi od + 260 ° C, struktura supstance se menja (na molekularnom nivou), a zatim na + 700 ° C, atomi ugljenika "prisiljavaju da bace" vodik. Postepeno, nakon nekoliko puta zagrijavanja, dovodi se do + 3000 ° C - ovaj proces se naziva grafitizacija. Kao rezultat, ugljika postaje više, a veza između njegovih atoma jača. Pojednostavljeno rečeno, ugljenik se može smatrati karbonskim vlaknom zagrijanim do karbonizacije.
Karakteristike i primena ugljenika
Jedna od glavnih pozitivnih osobina ugljika je velika čvrstoća koja dostiže 1500 kg / cu. m. U ovom slučaju vlačna čvrstoća doseže 1800 mPa. Ograničenje temperature ovog materijala je + 2000 ° C. Vlaknasta vlakna od ugljičnih vlakana djeluju dobro samo pod naponom, pa je izrada krute strukture vrlo problematična. Ugljik je prilično krhak, pri udaru se drobi, pa je dio gotovo nemoguće popraviti. Stalnim izlaganjem ultraljubičastom svjetlu, ugljična vlakna gube svoju izvornu boju. Međutim, pozitivna svojstva nadmašuju nedostatke; To potvrđuje i izrada kočnih diskova, pločica za sportske automobile, a o svemirskoj tehnologiji da i ne govorimo.
Jedna od karakteristika ugljika je specifična težina (ili gustina tkanine), izražena u g / m2. m. Ovaj parametar ovisi o debljini vlakna koje može sadržavati nekoliko tisuća niti. Na primjer, ako oznaka sadrži oznaku 2K, tada je u vlaknu 2000 niti. Najtrajniji ugljik skraćeno je UHM. Pored gustoće, važna karakteristika je i način tkanja niti (u najjeftinijem materijalu ga nema).
Prilikom podešavanja vozila najčešće se koriste vrste tkanja poput Twill, Satin, Plain. Najčešći broj niti u vlaknu je 1 do 24K. Potonja vrsta tkanine široko se koristi u proizvodnji vojne opreme pod velikim stresom.
