الاختلافات بين الجرافيت وألياف الكربون

أصبحت مصطلحات الجرافيت وألياف الكربون قابلة للتبديل إلى حد ما. ومع ذلك ، من الواضح أن الجرافيت في أقلام الرصاص والجرافيت في مضرب التنس ليسا نفس المادة. المادة التي تصنع مضربًا قويًا هي في الواقع مصنوعة من ألياف الكربون. كلا الجرافيت وألياف الكربون أساسها الكربون تكمن الاختلافات في العملية التي تنتج المنتج النهائي.

وفقًا لمقال نشره قسم علوم البوليمر بجامعة جنوب المسيسيبي ، فإن الجرافيت هو كربون نقي مع ذراته مرتبة في صفائح كبيرة من حلقات سداسية. المقال يقارنها بأسلاك الدجاج. تختلف ألياف الكربون في أنها بوليمر وهو نوع من الجرافيت. البوليمر عبارة عن سلسلة من ذرات الكربون مرتبطة ببعضها البعض. يجب أن يخضع البوليمر لعملية ليصبح ألياف الكربون التي تجعله مختلفًا عن الجرافيت.

إن تحويل تلك السلسلة الطويلة من ذرات الكربون إلى ألياف كربون ينطوي على شد البوليمر. تبدأ معالجة الأكسدة عند 200 إلى 300 درجة مئوية العملية من البوليمر إلى ألياف الكربون. ثم يتم تسخين البوليمر إلى درجات حرارة تتراوح من 1000 إلى 2500 درجة مئوية. تعتمد كمية الحرارة الدقيقة على استخدام الألياف المحددة. أثناء عملية التسخين ، يتم تقليل الألياف إلى مادة تحتوي على حوالي 92 بالمائة من الكربون. يصبح البوليمر رقيقًا جدًا نتيجة للحرارة ، وعند هذه النقطة يصبح من ألياف الكربون. إذا استمرت العملية وارتفعت الحرارة فوق 2500 درجة مئوية ، فسوف يتحول البوليمر إلى جرافيت بدلاً من ألياف الكربون.

instagram story viewer

وفقًا لجامعة بريستول ، فإن ألياف الكربون قوية جدًا ، على الرغم من قلة كثافتها. كلا من الجرافيت وألياف الكربون خاملة وغير متفاعلة ؛ وهذا يفسر سبب عدم تفاعل الجرافيت الموجود في أقلام الرصاص مع الورق ، كما أن ألياف الكربون الموجودة في مضارب التنس لا تتفاعل مع المكونات الأخرى للمضرب. كما يشير قسم الكيمياء بجامعة ويسكونسن ، فإن ألياف الكربون تصنع المادة المناسبة لاستبدال الأربطة.

الفرق الرئيسي بين الجرافيت وألياف الكربون هو حقيقة أن الجرافيت يتكسر بسهولة بينما ألياف الكربون قوية. يفسر هذا الاختلاف سبب عمل الجرافيت جيدًا في قلم الرصاص ، بينما تعمل ألياف الكربون بشكل جيد في المعدات الرياضية والطائرات ومكوك الفضاء.

Teachs.ru
  • يشارك
instagram viewer