سنتحدث عن تطبيق ألياف الكربون. ألياف الكربون هي نوع من البوليمر يُعرف أحيانًا بألياف الجرافيت. هذه المادة قوية جدًا وخفيفة الوزن جدًا. هذا النوع من البوليمر أقوى بخمس مرات من الفولاذ ومرتين في القوة ، مما يجعله مادة مثالية لمختلف التطبيقات.
هذه فقط بعض الأسباب التي تجعل ألياف الكربون مفضلة للمهندسين في عمليات التقویه المبانی ووتتتت والعديد من التطبيقات الأخرى. في هذا المقال ، ابق معنا.
ما هي ألياف الكربون؟
تتكون ألياف الكربون من ذرات كربون مرتبطة ببعضها البعض وتشكل سلسلة طويلة. هذه الألياف صلبة جدًا وقوية وخفيفة وتستخدم في العديد من العمليات لإنشاء مواد بناء ممتازة. تُستخدم ألياف الكربون في العديد من لبنات البناء “الخام” ، والتي بدورها تُستخدم لإنشاء أجزاء مركبة.
ربما سمعت أن ألياف الكربون يشار إليها باسم “مركب”. ويرجع ذلك إلى أن ألياف الكربون مصنوعة من مادتين مختلفتين تؤديان معًا إلى تكوين مادة واحدة مع مزايا كلتا المادتين.
لإنشاء مركب ، تحتاج ألياف الكربون ، التي تكون قاسية في التوتر والضغط ، إلى مصفوفة مستقرة لتضمين شكلها والاحتفاظ به. راتنجات الايبوكسي عبارة عن بلاستيك ممتاز ذو خصائص انضغاطية وقص جيدة وغالبًا ما يستخدم لتشكيل هذه المصفوفة ، والتي يمكن أن توفر ركيزة لإنتاج ألياف الكربون المقواة.
ما هو استخدام ألياف الكربون؟
يتم استخدام ألياف الكربون في الغالب في صناعات البناء والسيارات والطائرات. من خلال بحث سريع في Google ، يمكنك معرفة كل شيء عن هذا البوليمر المستخدم على نطاق واسع ، من الكراسي المصنوعة من ألياف الكربون إلى المباني المدعمة بهذا المركب.
على الرغم من أن بعض هذه الحالات ليست جديدة ، إلا أن هناك العديد من الأمثلة التي تثبت أن ألياف الكربون هي مادة مثالية للعديد من التطبيقات التي يوليها المهندسون اهتمامًا خاصًا.
تاريخ ألياف الكربون
تم اختراع ألياف الكربون في الأصل عام 1958 بالقرب من كليفلاند بولاية أوهايو وكانت تستخدم في الأصل للعزل والترشيح والإضاءة. بعد سنوات ، أنتجت شركة تسمى یونیون کارباید قماشًا كربونيًا تم تقديمه للقوات الجوية الأمريكية كبديل للألياف الزجاجية. على الرغم من أن الخصائص الميكانيكية لهذه المادة الخام لم تكن مميزة ، إلا أن يونيون كاربايد أدركت إمكانات هذه المادة وأتقنت لاحقًا عملية إنتاج ألياف الكربون كما نعرفها اليوم.
ألياف الكربون في الصناعة العسكرية
كان الجيش أول صناعة تستخدم ألياف الكربون بسعة كبيرة. بدأت مع البحرية الأمريكية ، التي استخدمت المصابيح المتوهجة مع خيوط من ألياف الكربون بسبب مقاومتها لاهتزاز السفن. قام الجيش أيضًا بتمويل الكثير من الأبحاث المبكرة لشركة یونیون کارباید في ألياف الكربون القائمة على الرايون ، والتي تم استخدامها في النهاية في مكونات الصواريخ والطائرات.
ألياف الكربون في الطیران
كانت صناعة الطيران من أولى الصناعات التي اعتمدت استخدام ألياف الكربون. بدأت ألياف الكربون في الصناعة مع شفرات ضاغط ألياف الكربون من رولز رویس في مجموعات المحركات النفاثة في الستينيات. بعد ذلك ، سرعان ما بدأت صناعة الطيران في استكشاف ألياف الكربون كبديل للألمنيوم والتيتانيوم في أنواع معينة من الأجزاء التي تحتاجها. يرجع الكثير من هذا الاهتمام إلى تفوق ألياف الكربون من حيث القوة إلى الوزن مقارنة بالمعادن الأخرى.
ألياف الكربون في السلع الرياضية
في منتصف الستينيات ، طور باحثون بريطانيون استخدام ألياف الكربون القائمة على PAN ، والتي كانت ذات نسبة عالية من القوة إلى الوزن. سارع المصنعون إلى الاستثمار في هذا المجال ، وأنتجت الشركات البريطانية بعض أول مضارب الجولف ومضارب التنس والزلاجات المصنوعة من ألياف الكربون.
ألياف الكربون في السيارات
سرعان ما وجد استخدام ألياف الكربون مكانه في صناعة السيارات. تم استخدام هذه المادة لأول مرة في سيارات الفورمولا واحد و NASCAR بسبب نسبة القوة إلى الوزن ، والتي ساعدت في بناء سيارات أسرع.
لوحظت هذه المادة أيضًا بمظهرها الأنيق وعالي التقنية في إنتاج السيارات الراقية.
مع خفض التكاليف ، من المتوقع أن يتم استخدام ألياف الكربون في الإنتاج الضخم لأجزاء السيارة مثل الهيكل والإطار.
ألياف الكربون في الصناعة الطبية
مجال الطب هو صناعة أخرى حيث حقق استخدام ألياف الكربون تقدمًا كبيرًا في السنوات الأخيرة. تظهر ألياف الكربون شفافة في صور الأشعة السينية ، مما أدى إلى استخدامها في مجموعة متنوعة من معدات الأشعة السينية والتصوير.
ألياف الكربون في التقویه للمبنی بتكلفة منخفضة
تمت دراسة تقوية المباني بألياف الكربون كبديل أرخص بكثير للصلب في السنوات الأخيرة. إن استخدام ألياف الكربون لتقویه المباني ليس فقط أرخص من الخرسانة والفولاذ ، ولكن يتم تثبيته أيضًا بشكل أسرع ، وقد تسبب ذلك في أحد الاستخدامات الهامة لألياف الكربون لتوفير خدمات التقویه للمباني.
مزايا شراء ألياف الكربون لتقوية المباني
• ألياف الكربون مادة منخفضة الكثافة مع نسبة عالية جدًا من القوة إلى الوزن
• وهي واحدة من أقوى ألياف المقوی التجارية.
• ألياف الكربون يصعب شدها أو ثنيها.
• في الظروف الساخنة أو الباردة ، يتمدد أو يتقلص بدرجة أقل بكثير من المواد مثل الفولاذ والألمنيوم.
• عند صنعها بالراتنجات المناسبة ، فهي من أكثر المواد المتوفرة مقاومة للتآكل.
• شفاف للإشعاع وغير مرئي في الأشعة السينية وهو ذو قيمة للاستخدام في المعدات الطبية و تقویه المباني.
• تعتبر مركبات ألياف الكربون موصلات ممتازة للكهرباء ، وأحد أسباب استخدام ألياف الكربون في الصناعات المختلفة هو الموصلية
• ألياف الكربون يمكن أن تكون مقاومة للأشعة فوق البنفسجية باستخدام الراتنجات المناسبة.
استنتاج
تتميز ألياف الكربون بخصائص فريدة تجعلها تستخدم في مجموعة واسعة من مشاريع البناء والطبية والسيارات وغيرها. يتوسع استخدام ألياف الكربون ، سواء في شكل نسيج أو صفائح صلبة أو أنبوب ، في صناعات الطیران تقویه المباني القديمة والجديدة ، يومًا بعد يوم. على الرغم من أن سعرها لا يزال باهظًا ، إلا أن ميزات مثل القوة العالية والوزن الخفيف أعطتها مكانًا خاصًا. يمكنك الاتصال بخبراء شركتنا للحصول على المشورة بشأن استخدام ألياف الكربون في التقویه للمباني.