مزایای نخ رسانای فیبر کربن

وقتی صحبت از سیم می شود، ابتدا به سیم های مسی، سیم های آلومینیومی، سیم های آهنی و سایر سیم های فلزی فکر می کنیم.همه آنها از سیم فلزی خالص ساخته شده اند.دلیل استفاده از فلزات این است که همه فلزات رسانایی الکتریکی خوبی دارند.دلیل اینکه فلزات رسانایی الکتریکی خوبی دارند این است که اتم های فلز الکترون های بیرونی کمتری دارند.پس از اینکه آنها در گروه های اتمی ترکیب شدند، لایه بیرونی هر اتم نیز فقط یک یا دو الکترون دارد و به دور آن می چرخد، به طوری که لایه بیرونی اتم فقط یک یا دو الکترون دارد.جای خالی الکترون های بیشتری در لایه وجود خواهد داشت، بنابراین الکترون های خارجی می توانند به راحتی وارد شوند و حرکت کنند، و فلز به راحتی جریان الکتریسیته را هدایت می کند، بنابراین سیم هایی که دیدیم اساساً فلزی هستند.
به دلیل رسانایی خوب فلز، سیم های جریان اساسا فلزی هستند.آیا می توان سیم ها را با سایر مواد غیر تماسی جایگزین کرد؟همچنین ممکن است، مانند فیبر کربن.
بسیاری از دوستان می دانند که فیبر کربن بسیار سخت است، اما نمی دانند که برخی از الیاف کربن رسانا هستند.زیرا چنین الیافی ساختار اتمی مشابه گرافیت دارند و گرافیت رسانای خوبی است که نوعی عنصر کربنی است.آلوتروپ ها، هر اتم کربن در گرافیت با سه اتم کربن دیگر در اطراف خود متصل است، که در یک ساختار شش ضلعی لانه زنبوری قرار گرفته اند، که در آن هر اتم کربن یک الکترون آزاد ساطع می کند، بنابراین گرافیت رسانای الکتریسیته است.عملکرد بسیار خوب است، حدود 100 برابر بیشتر از مواد غیر فلزی معمولی.
با این حال، حتی در این صورت، هدایت جریان در سیم کامپوزیت فیبر کربن به فیبر کربن بستگی ندارد، زیرا رسانایی فیبر کربن هنوز به خوبی رسانایی فلز نیست.رزین رشته های فیبر کربنی که به صورت طولی مرتب شده اند را در یک کل ادغام می کند، که باعث می شود فیبر کربن رسانایی کمتری داشته باشد، بنابراین فیبر کربن در اینجا برای هدایت الکتریسیته استفاده نمی شود، بلکه برای تحمل وزن استفاده می شود.ساختار سیم هسته کامپوزیتی فیبر کربن شبیه به سیم‌های رشته‌ای آلومینیومی با هسته فولادی معمولی است.همچنین به سیم هسته داخلی و سیم آلومینیومی سطحی تقسیم می شود.سیم هسته بیشتر تنش مکانیکی خود سیم را تحمل می کند، در حالی که سیم آلومینیومی بیرونی وظیفه جریان جریان را تحمل می کند.
معلوم می شود که سیم های باربر در سیم ها همه سیم های فولادی هستند، معمولاً سیم طناب های فولادی که از 7 رشته سیم فولادی به هم می پیچند و قسمت بیرونی آن یک سیم آلومینیومی است که از ده ها رشته سیم آلومینیومی تشکیل شده است، اما کامپوزیت فیبر کربنی است. سیم ماده یک رشته میانی از مواد کامپوزیت فیبر کربن است و قسمت بیرونی آن چهار ضلعی است.سیم آلومینیومی چند رشته ای همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، سمت چپ سیم آلومینیومی سیم فولادی و سمت راست سیم هسته کامپوزیت فیبر کربنی است.
می دانیم که اگرچه فولاد دارای استحکام کششی و چقرمگی خوبی است، اما چگالی آن بسیار زیاد است، بنابراین بسیار سنگین است، اما چگالی مواد کامپوزیتی فیبر کربن بسیار کوچکتر است، فقط 1/4 فولاد، و وزن آن نیز فقط یکسان است. جلد.با این حال، نیروی کششی و چقرمگی فیبر کربن بهتر از فولاد است، به طور کلی حداقل دو برابر نیروی کششی فولاد، بنابراین هدف اصلی از استفاده از مواد کامپوزیتی فیبر کربن کاهش وزن سیم و همان ضخامت است. فیبر کربن از آنجا که کشش بهتر است، می تواند سیم آلومینیومی بیشتری را نیز حمل کند و سیم یا کابل را ضخیم تر کند تا جریان بیشتری را عبور دهد.
از آنجایی که سیم کامپوزیت فیبر کربن دارای خواص فوق‌العاده فوق‌العاده چگالی کم، وزن سبک، نیروی کششی زیاد و چقرمگی قوی است، اگر بتوان از این ماده برای مدت طولانی استفاده کرد، احتمالا جایگزین سیم فولادی و مفتول آلومینیومی می‌شود. آینده.سیم متداول استفاده شده و سیم فیبر کربن در هنگام برق دار شدن اثر گرمایشی دارد، بنابراین در برخی صنایع به عنوان سیم گرمایشی نیز استفاده می شود.بنابراین، سیم فعلی لزوما یک فلز نیست، و سیم غیر فلزی نیز بیشتر و بیشتر ظاهر می شود.