Kuidas süsinikkiudu valmistatakse?
Süsinikkiudu peetakse iga inseneri unistuste materjaliks, kuna see on kerge, samas äärmiselt vastupidav. See koosneb tuhandetest paralleelsetest stringidest. Neid niite saab keerata või kootud süsinikkiust komposiitmaterjalideks. Süsinikkiud on äärmiselt väärtuslik materjal, kuna on viis korda tugevam kui teras.

Süsinikkiudude valmistamiseks kasutatakse PAN-plastkiude. See koosneb tuhandetest niitidest, mis on õhemad kui inimese juuksekarv. Nad muudavad seda keemiliselt, moodustades süsinikuaatomite ahelaid, mida omakorda kasutatakse lõpptootes. On olemas spetsiaalsed masinad, mis suudavad korraldada tuhandeid neid kiude. Pärast masinat läbivad kiud mõne minuti jooksul oksüdeerimisahju.

Ahju temperatuur on umbes 480 kraadi Fahrenheiti järgi. Tänu sellele temperatuurile neelavad kiud õhust hapniku molekule. See protsess muudab kiudude aatomistruktuuri, muutes need kuumuse suhtes vastupidavaks. Kui kiud oksüdeeruvad, muudavad need värvi ja muutuvad mustaks. Pärast oksüdatsiooni on need valmis järgmiseks protsessiks, karboniseerimiseks.

Kiude kuumutatakse hapnikuvabas gaasisegus. Selle protsessi tõttu väljutatakse mittesüsiniku aatomid. Ülejäänud süsinikuaatomid muutuvad tihedalt seotud kristallideks, mis kulgevad paralleelselt kiu pikkusega. Siin saab materjal oma tugevuse. Seejärel lastakse kiud läbi laetud veevanni, mis ääristab kiu pindu, nii et need imavad vaiku paremini.

Järgmisena kantakse peale kerge vaigu kruntkiht, et tugevdada kiudude keemilist sidet vormivaiguga. Pärast seda protsessi kootakse kiud süsinikkiust kangasteks või segatakse toodete moodustamiseks vaiguga. See võib olla pidevatest kiududest rull, võrkjas kiududest kootud kangad ja prepregtooted, kasutusvalmis pooltooted. Prepregide kasutamine on laialt levinud kogu maailmas.

See vaik on epoksüvaigu koostis koos pulbrilise kõvendi ja kiirendiga. Töötajad valavad vaigu kilemasinasse, mis prindib vaigu õhukese märja kihina paberile. Samal ajal organiseerib teine ​​masin 200–300 süsinikkiudu süsinikkiudvõrguks. Kanga paksus määrab prepregi paksuse.

Tavaliselt paigaldatakse vaiguga immutusmasinale kaks rulli vaiguga kaetud paberit. Kütteelement soojendab võrku selle sisenemisel, et hõlbustada vaigu imendumist. Seejärel asetatakse kuumutatud süsinikkiust võrk kahe vaiguga kaetud paberilehe vahele. Tänu kõrgsurve soojendatavatele rullikutele tungib vaik miljonitesse süsinikkiudfilamentidesse.

Seal, kus see jahtub, muutub vedel vaik geeliks, nii et järgmises jaamas saab paberi eemaldada. Järgmises jaamas kaetakse prepreg-lehe ülaosa Mylar-kilega. Seejärel keeratakse leht rulli. Tehase laboris teostavad tehnikud prepreg-proovide kvaliteedikontrolli katseid. Selline testimine tagab süsinikkiu optimaalse tugevuse, vastupidavuse ja kuumakindluse.

Ütlematagi selge, et tootjad üle maailma kasutavad erinevaid tehnikaid, mis on ettevõtte saladused, kuid laias laastus järgivad kõik ülalmainitud süsinikkiu tootmisprotsessi.