دریافت ۴ MB
به گزارش خبرگزاری برگزیده های ایران، فیبر کربن یک پلیمر است و گاهی اوقات به عنوان الیاف گرافیت شناخته می شود. یک ماده بسیار قوی و بسیار سبک وزن که پنج برابر قوی تر از فولاد و دو برابر سفت تر از آن است. اقابلیت و برتری مهم دیگر فیبر کربن نسبت به فولاد که استفاده از آن را در تولیدات استراتژیک افزایش می دهد ، وزن آن است. یعنی محصولات ساخته شده از فیبر کربن اگرچه استقامتی به مراتب بالاتر دارند اما به مراتب سبک تر از رقبای فولادی هستند.
فیبر کربن از چه زمانی اختراع شد؟
قدمت فیبر کربن به سال ۱۸۷۹ بر می گردد، زمانی که توماس ادیسون نخ‌های پنبه‌ای یا نقره‌های بامبو را در دمای بالا می‌پخت . در حقیقت ادیسون بود که اولین بار این الیاف را اختراع کرد. الیاف کربن با کارایی بالاتر از اواسط دهه ۵۰ میلادی در آمریکا ساخته شد . رشته هایی با ۲۰ درصد کربن که استحکامی بالا داشتند. این محصول یک دهه بعد در یک مرکز تحقیقاتی بریتانیایی توسعه یافت، جایی که پتانسیل استحکام فیبر کربن در آن محقق شد.
چگونه فیبر کربن ساخته می شود؟
فیبر کربن از فرآیندی ساخته می شود که بخشی شیمیایی و بخشی مکانیکی است. این پروسه با کشیدن رشته های بلند الیاف و سپس گرم کردن آنها تا دمای بسیار بالا بدون تماس با اکسیژن آغاز می شود. این پروسه گرمادهی در خلاء و بدون اکسین انجام می گیرد تا مانع از سوختن الیاف شروع می شود. این گونه پروسه کربن‌شدن اتفاق می‌افتد، یعنی زمانی که اتم‌های داخل الیاف به شدت ارتعاش پیدا می‌کنند و بیشتر اتم‌های غیر کربنی را دفع می شوند الیاف خالص کربن تشکیل می شود. این باعث می شود فیبری متشکل از زنجیره های طولانی و محکم اتم های کربن به هم قفل شده و تنها چند اتم غیر کربن باقی مانده باشد. یک توالی معمولی که برای تشکیل الیاف کربن از پلی اکریلونیتریل استفاده می‌شود، شامل چرخش، تثبیت، کربن‌سازی، پردازش سطح و اندازه‌گیری است.
بیشتر بخوانید:
-
معجزه شگفت انگیز سرکه!
-
رازگشایی از این پدیده نادر در بین موجودات زنده !
با فیبر کربن چه چیزهایی می توان ساخت؟
حالا می توان گفت با این ماده ارزشمند تقریبا همه چیز می توان ساخت: قاب دوچرخه ،بال هواپیما،شفت محرک خودرو، تیغه های پروانه و قطعات خودرو . طبق مقاله‌ای در Energy.gov، کامپوزیت‌های فیبر کربنی می‌توانند وزن خودروی سواری را تا ۵۰ درصد کاهش دهند که بدون به خطر انداختن عملکرد خودرو یا ایمنی سرنشینان، راندمان سوخت را تقریباً ۳۵ درصد بهبود می‌بخشد.
فیبر کربن برای ساخت جنگ افزار
این ویژگی ها از فیبر کربن یک ماده بی نظیر برای استفاده در صنایع نظامی می سازد. ماده ای که البته یک ویژگی مهمتر هم دارد ، رادار گریزی. شاید به همین دلیل هم بود که با شروع قرن جدید ارتش آمریکا به دنبال ساخت جنگ افزارهایی با بدنه فیبر کربن رفت. ناوچه های رزمی کوچک و قایق های تندروی نسل جدید نیروی دریایی ایالات متحده که برای نزدیک شدن سریع و بی سر و صدا به نقاط مشکل دار در عملیات های ساحلی (نزدیک ساحل) طراحی شده بودند و حتی بزرگترین ناوهای جنگی خود را به سمت ساخت ترکیباتی از فیبر کربن برد . کشتی های ساخته شده از کربن برخلاف کشتی های فلزی قابلیت ویژه رادارگریزی و پنهان کاری داشتند. یعنی در کنار وزن کمتر و استقامت بیشتر ، ویژگی پنهان کاری را هم به این جنگ افزارها افزوده بود.
این کشتی ها برخلاف ساختارهای کشتی فلزی، به دلیل طراحی چند زاویه‌ای کشتی هیچ سطحی عمود بر سطح آب را در رادارها نشان نمی‌دهد و از بازتاب سیگنال رادار به منبع جلوگیری می‌کند. از دیگر دستاوردهای نظامی ساخته شده با فیبر کربن ، ساخت لباس های ضد گلوله و ضد ضربه است که می تواند با وزنی کم در برابر سخت ترین ضربات مقاومت داشته باشد.
۴۱۴۱