Përparësitë e fijeve përçuese të fibrave të karbonit

Kur bëhet fjalë për telat, fillimisht ne mendojmë për telat e bakrit, telat e aluminit, telat e hekurit dhe telat e tjerë metalikë.Ato janë bërë të gjitha me vizatim teli metalik të pastër.Arsyeja pse përdoren metalet është se të gjitha metalet kanë përçueshmëri të mirë elektrike.Arsyeja pse metalet kanë përçueshmëri të mirë elektrike është sepse atomet e metaleve kanë më pak elektrone të jashtme.Pasi ato bashkohen në grupe atomike, shtresa e jashtme e secilit atom ka gjithashtu vetëm një ose dy elektrone dhe rrotullohet rreth saj, në mënyrë që shtresa e jashtme e atomit të ketë vetëm një ose dy elektrone.Do të ketë më shumë vende të lira të elektroneve në shtresë, kështu që elektronet e huaja mund të hyjnë dhe lëvizin lehtësisht, dhe metali është i lehtë për të përcjellë elektricitetin, kështu që telat që kemi parë janë në thelb metalikë.
Për shkak të përçueshmërisë së mirë të metalit, telat e rrymës janë kryesisht metal.A mund të zëvendësohen telat me materiale të tjera pa kontakt?Gjithashtu e mundur, si fibra karboni.
Shumë miq e dinë se fibra karboni është shumë e fortë, por ata nuk e dinë se disa fibra karboni janë përçuese.Kjo për shkak se fibra të tilla kanë një strukturë atomike të ngjashme me grafitin, dhe grafiti është një përcjellës i mirë, i cili është një lloj elementi karboni.Alotropet, çdo atom karboni në grafit është i lidhur me tre atome të tjera karboni rreth tij, të rregulluar në një strukturë gjashtëkëndore të ngjashme me huall mjalti, në të cilën çdo atom karboni lëshon një elektron të lirë, kështu që grafiti përçon elektricitetin.Performanca është shumë e mirë, rreth 100 herë më e lartë se ajo e materialeve të zakonshme jo metalike.
Megjithatë, edhe kështu, përçueshmëria e rrymës në telin e përbërë me fibër karboni nuk varet nga fibra karboni, sepse përçueshmëria e fibrës së karbonit nuk është ende aq e mirë sa ajo e metalit.Rrëshira integron fijet e fibrave të karbonit të rregulluara gjatësore në një tërësi, gjë që e bën fibrën e karbonit më pak përçuese, kështu që fibra e karbonit këtu nuk përdoret për të përcjellë energjinë elektrike, por për të mbajtur peshë.Struktura e telit të bërthamës së përbërë nga fibra karboni është e ngjashme me atë të telit konvencional të aluminit me bërthamë çeliku.Ndahet gjithashtu në telin e bërthamës së brendshme dhe telit sipërfaqësor të aluminit.Teli i bërthamës përballon pjesën më të madhe të stresit mekanik të vetë telit, ndërsa teli i jashtëm i aluminit përballon detyrën e rrjedhës së rrymës.
Rezulton se telat mbajtëse në tela janë të gjithë tela çeliku, zakonisht litarë tela çeliku të përdredhur nga 7 fije tela çeliku, dhe nga jashtë është një tel alumini i përbërë nga dhjetëra fije tela alumini, por i përbërë nga fibra karboni teli material është një fije e mesme e materialit të përbërë nga fibra karboni, dhe pjesa e jashtme është katërkëndëshe.Teli alumini me shumë fije, siç tregohet në figurën më poshtë, në të majtë është teli prej alumini me tela çeliku dhe në të djathtë është teli i përbërë nga fibra karboni.
Ne e dimë se megjithëse çeliku ka forcë të mirë tërheqëse dhe rezistencë, dendësia e tij është shumë e madhe, kështu që është shumë e rëndë, por dendësia e materialeve të përbërë nga fibra karboni është shumë më e vogël, vetëm 1/4 e çelikut dhe pesha e tij është vetëm e njëjtë vëllimi.Megjithatë, forca tërheqëse dhe qëndrueshmëria e fibrës së karbonit janë më të mira se ajo e çelikut, në përgjithësi të paktën dyfishi i forcës tërheqëse të çelikut, kështu që qëllimi kryesor i përdorimit të materialeve të përbërë nga fibra karboni është të zvogëlojë peshën e telit dhe të njëjtën trashësi. e fibrës së karbonit Për shkak se tërheqja është më e mirë, mund të mbajë edhe më shumë tela alumini, duke e bërë telin ose kabllon më të trashë për të kaluar më shumë rrymë.
Meqenëse teli i përbërë me fibër karboni ka vetitë e shkëlqyera të sipërpërmendura të densitetit të ulët, peshës së lehtë, forcës së madhe tërheqëse dhe rezistencës së fortë, nëse ky material mund të përdoret për një kohë të gjatë, ka të ngjarë të zëvendësojë telin e çelikut dhe telin e aluminit në e ardhmja.Teli i përdorur zakonisht dhe teli me fibër karboni ka një efekt ngrohjeje kur është i ndezur, kështu që do të përdoret gjithashtu si tela ngrohëse në disa industri.Prandaj, teli aktual nuk është domosdoshmërisht një metal, dhe tela jometalike gjithashtu do të shfaqet gjithnjë e më shumë më shpesh.


Koha e postimit: Shtator-15-2022