Süsinikkiud on niitkomposiidid, mis sisaldavad rohkem kui 90% süsinikku ja 5–15 µm läbimõõduga kiud. Teatud lahustumatute materjalide ühendamisel moodustatakse komposiit, et moodustada originaalist parem kvaliteet. Kiud on ühendatud polümeeriga, mida nimetatakse maatriks (vaik), mis töötab omamoodi liimina, mis seob kiud niitidena, annab materjalile kuju ja jaotab jõu komplekti sees.
Juuste (ülevalt vasakult paremale alumisse) võrdlus süsinikkiuga[1]
Süsinikkiudude tootmine toimub tavaliselt läbi pürolüüs kontrollitud plastkiud, st neid kiude allutatakse kõrgetele temperatuuridele (üle 800 ºC) ning see materjal laguneb ja muundatakse tahkeks süsinikuks. Materjal, mida praegu kasutatakse süsinikkiudude tootmiseks, on polüakrüülnitriil (PAN, nimetatud ka orlon,akrüül ja darlon), liitumispolümeer, mis on moodustatud akrüülnitriilmonomeeride järjestikustel lisamistel:
Süsinikkiude saab toota ka pürolüüsi abil tõrv või pärit viskoos.
Esimene, kes tahtlikult tootis süsinikkiude, oli Thomas Edison
, 1878. aastal puuvilla pürolüüsi teel, mida kasutatakse hõõglampide hõõgniitides. Kaubanduslikke süsinikkiude hakati tootma alles 1950. aastal ja sellest ajast alates on selle materjali kvaliteedi parandamiseks palju uuritud.Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
Süsinikkiudude peamiste omaduste hulka kuuluvad: kõrge tõmbetugevus, elastsusmoodul äärmiselt suur, väike erimass, hea elektri- ja soojustakistus, samuti keemiline inertsus, välja arvatud oksüdeerumine.
Kuna see on samaaegselt nii tugev ja kerge, on süsinikkiud mitmekülgne ja laialdase kasutusega materjal, mida kasutatakse laialdaselt kosmosesõidukite valmistamiseks, kõrgetele temperatuuridele allutatavates konstruktsioonikomponentides, nagu näiteks õhusõidukite ja raketiturbiinide komponendid, autotööstuses, seadmetes, elektroanalüütilised tehnikad jalgrattaosades, samuti tarbekaupades, nagu mobiiltelefonid, kingad, mööbel, kodumasinad, meditsiini-, spordi- ja hambaravi.
Süsinikkiude on rohkem kui 100 erinevat tüüpi ja iga rakenduse jaoks peate selle omaduste järgi valima kõige mugavama. Kahjuks toodab Brasiilia seda komposiiti väga vähe, riigid, kus selles valdkonnas domineerivad kõige rohkem, on Jaapan ja Saksamaa.
* Piltide autorid:
[1]: Pilt on võetud: Wikimedia Commons;
[2]: Autor: Jordan Tan /Fonte:Shutterstock.com
Autor Jennifer Fogaça
Lõpetanud keemia
Kas soovite sellele tekstile viidata koolis või akadeemilises töös? Vaata:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Süsinikkiud"; Brasiilia kool. Saadaval: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fibra-carbono.htm. Juurdepääs 27. juunil 2021.
