Відмінності між графітом та вуглецевим волокном

Терміни графіт і вуглецеве волокно стали певною мірою взаємозамінними. Однак графіт у свинцевих олівцях та графіт у тенісній ракетці, очевидно, не є однаковим матеріалом. Матеріал, який робить міцну ракетку, насправді виготовлений з вуглецевих волокон. І графітові, і вуглецеві волокна мають вуглецеву основу; відмінності полягають у процесі виробництва кінцевого продукту.

Згідно зі статтею кафедри полімерних наук Університету Південного Міссісіпі, графіт - це чистий вуглець, атоми якого розташовані у великих шарах шестикутних кілець. Стаття порівнює їх з курячим дротом. Вуглецеві волокна відрізняються тим, що являють собою полімер, який є різновидом графіту. Полімер - це ланцюг атомів вуглецю, які з’єднані між собою. Полімер повинен пройти процес, щоб стати вуглецевим волокном, що робить його відмінним від графіту.

Перетворення довгого ланцюга атомів вуглецю у вуглецеві волокна передбачає розтягнення полімеру. Окисна обробка при температурі від 200 до 300 градусів за Цельсієм запускає процес від полімеру до вуглецевого волокна. Потім полімер нагрівають до температур від 1000 до 2500 градусів за Цельсієм. Точна кількість тепла залежить від використання конкретних волокон. В процесі нагрівання волокна відновлюються до речовини, яка становить приблизно 92 відсотки вуглецю. Полімер стає дуже тонким в результаті нагрівання, в цей момент він стає вуглецевим волокном. Якщо процес триватиме і тепло підніметься вище 2500 градусів за Цельсієм, полімер перетвориться на графіт замість вуглецевого волокна.

За даними університету в Брістолі, вуглецеві волокна дуже міцні, незважаючи на відсутність щільності. Як графітові, так і вуглецеві волокна інертні і не реагують; це пояснює, чому графіт у свинцевих олівцях не реагує з папером, а вуглецеві волокна в тенісних ракетках не взаємодіють з іншими компонентами ракетки. Як зазначає хімічний факультет Університету Вісконсіна, вуглецеві волокна є правильним матеріалом для заміщення зв’язок.

Основна відмінність графіту від вуглецевого волокна полягає в тому, що графіт легко розпадається, тоді як вуглецеве волокно міцне. Ця різниця пояснює, чому графіт добре працює в олівці, а вуглецеве волокно - у спортивному обладнанні, літаках та космічному човнику.

  • Поділитися
instagram viewer