Is koolstofvezel geleidend?

Is koolstofvezel geleidend? Ja, het is in sommige opzichten zeer geleidend als het correct is gemaakt. Laten we dieper in het onderwerp duiken om de eigenschappen en het potentieel van dit verbazingwekkende polymeer te onderzoeken.

GERELATEERD:Wat is gesmede koolstofvezel? De ultieme gids voor vervalste composieten

In dit artikel:

1. Wat zijn koolstofvezels?
   
2. Hoe wordt koolstofvezel gemaakt?
3. Is koolstofvezel op zichzelf geleidend?
4. Hoe kunnen we koolstofvezel geleidend maken?
5. Is koolstofvezel geleidend in vergelijking met metaal?
6. Wat zijn de toepassingen van geleidende koolstofvezel?

Wat zijn koolstofvezels?

Koolstofvezels zijn grafietachtige koolstofeenheden met lange ketens met een netwerkstructuur. De langketenige netwerkeenheden van koolstof treden op vanwege de catenatie-eigenschap van koolstofatomen, d.w.z. de koppeling van atomen van een soortgelijk element.

Thomas Elva Edison wordt gecrediteerd met het maken van het eerste koolstoffilament voor het testen in het elektrische filament van de lamp met behulp van natuurlijk katoen.

Voorlopers zijn de ruwe elementen die worden gebruikt bij de productie van koolstofvezels.

Hoe wordt koolstofvezel gemaakt?

De meeste koolstofvezel is gemaakt van een proces dat polyacrylonitril of PAN wordt genoemd. Daarbij wordt een vezelplaat blootgesteld aan zo'n hoge hitte dat bijna alles behalve de koolstof zelf wordt verbrand.

Stappen om normale koolstofvezels te vervaardigen:

1:Polymerisatie:om een ​​polymeer met lange keten te maken, wordt de voorloper gepolymeriseerd.

2:Spinning:Daarna wordt het polymeer tot lange vezels gesponnen. Chemische en mechanische procedures worden vaak gebruikt.

3:Oxidatie:De vezel wordt gestabiliseerd door deze aan de lucht te verwarmen. Het absorbeert zuurstof uit de lucht en ondergaat een geavanceerd atomair herschikkingsproces om de vezel te stabiliseren.

4:Carbonisatie:in afwezigheid van zuurstof helpt een behandeling bij hoge temperatuur van de geoxideerde en gestabiliseerde vezel bij het verlies van niet-koolstofatomen, wat resulteert in een dicht opeengepakte koolstofvezel.

5:Oppervlaktebehandeling:Verkoolde vezels hebben een slecht hechtvermogen, waardoor ze moeilijk kunnen worden samengevoegd met epoxyharsen om een ​​composiet te produceren. Om dit bindende vermogen te verkrijgen, wordt het oppervlak behandeld met de juiste chemicaliën.

6:Maatvoering:Ter bescherming zijn de vezels gecoat met epoxy, nylon, polyester en andere materialen. Dit wordt maatvoering genoemd.

De onbewerkte koolstofvezelplaat wordt vervolgens samengevoegd met andere metalen (een belangrijk onderdeel van het begrijpen van de geleidbaarheid van koolstofvezel), en de resulterende verbinding wordt behandeld en op maat gemaakt met behulp van chemische processen.

Het proces is diepgaand en daarom duur.

GERELATEERD:5 leuke toepassingen voor koolstofvezelplaten

Is koolstofvezel op zichzelf geleidend?

Nee, koolstofvezel is niet te geleidend als het niet met iets anders wordt gecombineerd, noch in termen van thermische of elektrische geleidbaarheid.

Als het gaat om thermische geleidbaarheid (het vermogen om warmte te geleiden), is koolstofvezel gemiddeld. Relatief hoogwaardige koolstofvezel heeft ongeveer evenveel warmtegeleiding als silicium, en zelfs hoogwaardige koolstofvezel heeft minder geleidbaarheid dan aluminium.

Gewoon oude koolstofvezel is een beetje beter als het gaat om elektrische geleiding, hoewel het nog steeds niet zo geleidend is als de meeste metalen. Wanneer het wordt gebruikt als elektrische geleider, is het het beste om de koolstofvezel te modificeren door het samen te weven met andere metalen of door een meer elektrisch geleidende koolstofallotroop te creëren, zoals diamant of grafiet.

Hoe kunnen we koolstofvezel geleidend maken?

Om de elektrische geleidbaarheid te vergroten, moet de koolstofvezel worden behandeld met andere materialen zodra deze is geïsoleerd. De beste verbindingen om te combineren met koolstofvezel om de geleidbaarheid te vergroten, zijn latex voor ionische geleidbaarheid (door een vloeistof) en silicadamp voor elektronische geleidbaarheid (door een vaste stof).

Er zijn koolstofallotropen die warmte veel beter geleiden dan koolstofvezel - met name diamant geleidt warmte tot 100x effectiever dan gewone koolstofvezel. Het maken van deze allotropen is verre van eenvoudig, maar er zijn processen waarbij druk, warmte en andere chemische reacties betrokken zijn die de transformaties mogelijk maken. Als de koolstofvezel wordt behandeld met deze koolstofallotropen wanneer ze klaar zijn, kan de warmtegeleiding van de koolstofvezel vele malen toenemen.

Dus, is koolstofvezel geleidend? Niet zozeer in de basistoestand, maar dat kan gemakkelijk veranderen met een beetje wetenschap.

GERELATEERD:Waar wordt koolstofvezelfolie voor gebruikt?

Is koolstofvezel geleidend in vergelijking met metaal?

Niet op zichzelf, nee. Bij behandeling met andere metalen echter wel.

Op zichzelf is koolstofvezel geen goede geleider van elektriciteit in vergelijking met metaal. In feite geleiden de meeste metalen ongeveer 1000x elektriciteit, evenals gewone koolstofvezel. Zelfs wanneer het wordt behandeld met andere materialen, is koolstofvezel nog steeds niet zo goed als metaal als het gaat om elektriciteitsgeleiding. Metalen zoals zilver, aluminium en koper zijn bijzonder goed in het geleiden van elektriciteit, nog steeds ongeveer 100x zo snel als koolstofvezel die is behandeld met goede elektriciteitsgeleiders.

Het geleiden van thermische energie is een ander verhaal. Als koolstofvezel goed is gemaakt en correct wordt behandeld, is het eigenlijk beter warmtegeleidend dan een sterk geleidend metaal zoals koper.

Wat zijn de toepassingen van geleidende koolstofvezel?

Behandelde koolstofvezel wordt gebruikt in luxe artikelen zoals helmen en bagage die er baat bij hebben lichtgewicht en duurzaam te zijn. Maar de geleidbaarheid van koolstofvezel schijnt in meer industriële toepassingen zoals het opruimen van containers in engineering- en ruimtevaartprojecten.

De wetenschap werkt nog steeds aan het verbeteren van de elektrische geleidbaarheid van koolstofvezel. Vanwege de superieure duurzaamheid, hittebestendigheid, lichtgewicht en kleine formaat in vergelijking met zaken als metaaldraden, wordt verwacht dat koolstofvezelproducten in de toekomst veel meer als geleiders zullen worden gebruikt.

Koolstofvezel heeft veel geweldige eigenschappen. Een daarvan is zijn verbazingwekkende vermogen als thermische of elektrische geleider bij behandeling met andere metaalcomposieten.

HEB JE OOIT EEN KOOLSTOFVEZELPRODUCT VOOR JEZELF GEPROBEERD? ZO NIET (OF ALS U NOG EEN STUK AAN UW COLLECTIE WILT TOEVOEGEN), BEZOEK DAN ONZE WINKEL EN ONTDEK UW EIGEN ANTWOORD OP DE VRAAG, IS KOOLSTOFVEZEL GELEIDEND?

Geïnteresseerd in andere CARBON FIBER producten? Bezoek onze winkel en bekijk onze aanbevolen collecties!

Persoonlijke accessoires, kledingaccessoires, sieraden, thuis en op kantoor, technologie, reizen, geschenken en nog veel meer!

VOLGENDE:

• Koolstofvezel zoals je nog nooit hebt gezien
• Leer hoe u uw eigen koolstofvezelonderdelen kunt maken:koolstofvezel-startpakket
• Gekleurde koolstofvezel is meestal Texalium, maar wat is Texalium?

Lees meer CARBON FIBER BLOGS

De Carbon Fiber Gear Blog is een lifestyleblog voor liefhebbers van koolstofvezel waar we het hebben over uitrusting, fabricage en nieuws van koolstofvezel. We zullen de coolste koolstofvezelproducten, de beste cadeau-ideeën en het gebruik van koolstofvezel verzamelen.