Whakawātea i ngā huringa e whā mō te Paraihe Kāboni! Hikoikorua, Whakamarumaru, Kāore e Mōmona ki te Wai, Kāore e Korarautia

Whakawā kia 4 Mōhiohio Hē Nui mō te Paraihe Kāboni! He kuaea ia? He pūpahi ia? E pā ana ki te wai ia? E pā ana ki te koroihi ia?

Mai i ngā waehe taumaha mō ngā inihini aunoa, ngā taputapu hākinakina tikanga-teitei, ki ngā waehe takitahi tūmatanui ki te āhua, kua roa kua mau te aronga o te iwi ki te paraihe kāboni mō ōna āhuatanga "māma noa iho, kaha pērā me te tira". Engari ake ake kāore i rite te rongonui, ka neke atu ngā pātai mō ōna āhuatanga: Ko ētahi e kī ana "ka wae kāboni, nō reira ka whakamarie ngā tarau waea", kei ētahi atu e mataara ana "ehara i te mea e mahaki ana te paraihe kāboni, ka pakaru pea i te ua", kei ētahi hoki e pātai ana, "He aha te kaha ake ki te koroihi i te metara?"

Ko ēnei pātai whakaahua anuanu e whakaatu ana i te lojikē matua mō ngā īngoa matū o te paraihe karboni—ehara ko ia i tētahi "mātū whānui" nō reira anō he nuinga o ngā "tapu" e kōrerotia ana. I tēnei rā, ka whakautu mātou i ngā pātai e whā hoki ake nei ki te reo noa, ka wehe wehe hoki i ngā tikanga me ngā whakautu e tuhuratia ana i ngā whakamahinga o ia rā, kia mārama ai koe ki te paraihe karboni!

P1: Rongo koe ko te paraihe karboni he mea hiko?

H1: Ae, ka hikohiko ia i te tapa o te paraihe, engari ehara ko ia i te rino!

E mōhiotia ana e te nuinga ko te paraihe karboni he "mātū whakapaipai", engari ko te paraihe karboni anuanu anō he mea hikohiko tino pai—ko te take i konei he hanga matū: ko te paraihe karboni e hanga ana i tētahi hanga pīrohita kei reira ka whakaputangia ngā karboni ki tētahi toronga ringa hauwhā. Ka taea e ngā hikoitirone noa te nekeereka i roto i ngā hononga π e hono ana, ā, āhua noa i te "arataki" mō ngā hikoitirone, nō reira ka taea te hikohiko.

Heoi anō, he nui te rerekētanga o tana mahi kiko i ngā parahi pērā i te kōpara, te āmina:

(1) Te mahi kiko ā-hāngai: Ko te mātātoko hiko e whakaatu ana te mātātoko hiko kaha ake i tōna tūanui (i te roa) me te mātātoko iti ake ki te tāwhai (ki te tīrohanga), kei hea ngā parahi e mātātoko hiko ana i te tikanga kotahi;
(2) Ko te mātātoko iti ake i te pono: Ko te angamira o te mātātoko o te mātātoko hiko e neke haere ana i waenganui i te 10⁻³ ki te 10⁻⁴ Ω·m (e rerekē ana mā te whakaritenga), he tino nui ake i te kōpara (1.72×10⁻⁸ Ω·m), nō reira ehara i te tika hei whakakapi tūmau mō te parahi;
(3) Mātātoko rākau pea ngā matapae hangahanga: Nui atu o ngā "mātātoko hiko hUA " e kitea ana e tātou i ia rā (pērā i ngā rākete mātātoko hiko, ngā wae taputapu motukā) ko ngā "matapae hangahanga mātātoko hiko kāwai" (CFRP). Mēnā ko te matihiko he matihiko kāore e mātātoko ana pērā i te epoxy resin, ā, kāore ngā mātātoko hiko e hanga tūhonohono mātātoko tonu ana, ka mātātoko, peka rānei te āhua o te matapae.
Ngā Taumira Mahi: Mā te whai i tana arataki, ka taea te whakamahi i te miro hiko kia hanga ai i ngā ranga anti-static me ngā taputapu here ki te tohu hiko. Mā te whakarite i te ihirangi miro, ka taea hoki te hanga i ngā karapotini hiko kua pakaru kia ōrite ki ngā tikanga maha te Whakamahinga hiahia.

Q2: E taea rānei e ia te here i ngā tohu pērā me te paraihe?

A2:Āe, engari mehemea ka hōhua he toronga arataki tūtata.

Ko te matua kaupapa here ki te tohu hiko ko "te hanga i tētahi pokapoka kua kapi katoa ki ngā matēriau arataki hei āwhina, kī, i te arai rānei i ngā wae o te tohu hiko ki te whenua." Ko te paraihe he matēriau pai mō te here i ngā tohu hiko nā te mea he toronga arataki tūtata, e taea ai te aukati tūhono i ngā wae hiko.

Hei aha pea te taea ai te miro hiko te here i ngā tohu? Arā, mehemea ka hōhua he ara arataki tūtata:
(1) Miro hiko mā / te maha o ngā wāhi tūtata ngā Hua Karapuna :Whiwhi i te pānga tiakina tika! Hei tauira, ngā wae taputapu i hangaia mai i ngā āhua pure carbon fiber, i ngā āhua carbon fiber prepregs e hangaia ana he whatitoka hokohoko tōpuhi mā te whakawhitinga ake o ngā kowhatu, ka whakaatu anō i ētahi atu ngaru parirau. Ko te pānga tiakina (SE) e noho ana i waenganui i te 30 ki te 60 dB (suamata mō ngā whakamahinga toihanga me te toiora), ahakoa he iti ake nei i ngā metara (60 ki te 100 dB+).
(2) Ngā composite carbon fiber iti / wehe: Mēnā ko ngā kowhatu carbon fiber anake te "paru" ki roto i tētahi matarua whakapaipai, kāore he whatitoka tōpuhi tonu, ka mahi rātou pērā me ngā "wiri tuarangi" ā, kāore rātou i te whai pānga tiakina;
(3) Ngā whakaratonga whakapai ai: Mā te whakaputa i tētahi takotoranga metara ki te mata composite, i te whakauru i ngā kākahu hokohoko (hei tauira, ngā carbon nanotubes) ka tino whakapai ake i te pānga tiakina o ngā hua carbon fiber, ā, ka taea pea te tata ki ngā taumata metara.
Hei tauira: Ko te kātata waea pūkoro e hiahiatia ana i te matapihi karboni paraihe rahi pea ngā tohu (ahakoa kāore e whai pā ki te whakamahi noa); engari ko te kātata karboni paraihe paerewa (CFRP), nō te parairenga o ngā aho, kāore he pā ki te tango tohu.

P3: He 'māuiui ki te wai' te matērihia karboni paraihe?

H3: Kāore he raruraru mō te karboni paraihe māpure; ko ngā matērihi takitahi e hāngai ana ki te matapihi me te tiaki.

Tuatahi, ka whakamārama: Kāore te karboni paraihe māpure i te māuiui ki te wai! He hanganga kimikimeka tō te karboni paraihe e kore e uru atu ki te wai. Kāore e pirau, e wareware rānei i te kī tonu, ā, āta hoki ki ngā taiao raro iho i te wai (hei tauira ngā taputapu moana rahi, ngā karawheta raro wai), ko te karboni paraihe māpure te matērihi hanganga pai.

Engari, ko ngā hua 'karboni paraihe' (matērihi takitahi) e kitea ana e tātou pea e 'māuiui ana ki te wai'.

Ko te take matua kei te matapihi matērihi me te hononga tiriti:
(1) Mēnā ko te parairetini composite he rāpaki epoksikihī, rāpaki hinohe, ākene, ka taea e te wai te uru ki roto i te rāpaki, ki te pūtake o te miro, ā, ka aronga ai:
1) Te putanga o te rāpaki, te puhaketanga, ka pakaru ai te kaha o te matapae;
2) Te wehenga o te miro mai i te rāpaki (te poroakanga o te mata), ka hua ai te "wehenga";
(2) Ko ngā parairetini i whakarākei kia "kore-ua": Mā te whakaputa i te rāpaki, te whakapiri i ngā karaihe kāore e mau wai (hei tauira, ngā karaihe poliūrētāna, ngā karaihe fluorocarbon), ki te mata o te hua, i te whakamahi i ngā parairetini me te aukati pai ake i te wai (hei tauira, te poliēterētōnakihī PEEK), ka taea e ngā parairetini miro karaiti te pupuri i te tōaitanga ki ngā taiao pouri, ki ngā wā o te noho i raro i te wai.

Ngā Tautohe mō te Whakamahi: - Me āki ai te noho roa i te ua, i te wai mō ngā hua miro karaiti noa (hei tauira, ngā pokapoka, ngā rākete hākinakina). - Mō ngā whakamahinga taiao, raro wai (hei tauira, ngā hoe, ngā taputapu mātātoko), kōwhiria ngā hua motuhake kia kore ai e mau wai.

P4: E hia te aukatitanga ki te para?

A4: "E pakari ki te korero kimiko" engari "māia ki te whakaputa o te kōpata kikokiko"!

Ko te miro hiko ka whakaatu i te aukati pai i te katoa i te korero, ko tana tau āki kaha mai i te hanganga āhuatanga o ngā atomi karboni:
(1) Te aukati i te korero o te tātai me te parahi: I te wāhi paku, e aukati ana te miro hiko i ngā rerehua tātai, parahi hoki pērā i te hāoraikiri, te hāorihori, me te natria hiori. Arā noa i te metara, kāore e uru ana ki te korero electrokimiko, nō reira ka whakamahia whānuitia ki ngā taputapu kimiko (hei tauira, ngā arawhata mō te kawe i ngā tikanga korero, ngā takotoranga ripa o ngā pouaka urupare).
(2) Te aukati i te korero o ngā tohatoha organik: Kāore te miro hiko e pouri ana ki te nuinga o ngā tohatoha organik pērā i te waru, te acetone, me te paraihe, ā, kāore e mōmona ahau pea mēnā e roa ana te wā e noho ana;
(3) Te Neke: Te Māia ki te Whakaputa Kikokiko o te Kōpata: Ko tēnei anake te pānga ā-pūngao o te mīhini karbona"—i te hau, ka pā te mōrahi ake i te 400°C ki te urupare o te mīhini karbona ki te hau (C + O₂ = CO₂), ka aronga ai te whakapōuri haere, te lossa taumaha, me te heke i te kaha. Heoi anō, i ngā taiao hau purei (hei tauira, nitrogine) i ngā takotoranga paraihe, e mau tonu ana ia hou atu i ngā mōrahi tino (neke ake i te 1000°C).

He rārangi atu anō: E kore te mīhini karbona anō e pakaru ki te whakapōuri i te mōhari, nā te mea ko tana waahanga matua ko te karbona, e taea ai te tautohe i ngā mōrahi neke ake i te 1800°C i ngā taiao kore-hau. Heoi anō, ko ngā huinga mīhini karbona e pakaru ana ki te whakapōuri i te mōhari nā te mea ka pā te pūtau harapeta e whakamahia ana, ka pakaru hoki ia i ngā taiao hau-whai-anuanu i runga ake i te 400°C, ka pakaru ai te mahi o te matērihi katoa. I ngā taiao hau-whai-anuanu, ko te mōrahi e taea ai e te mīhini karbona anō ko te 300°C-400°C.

Ko te pātata ki te kōngahu o ngā paraire hiko mātārangi e āhua ana e te matihiko. Mēnā kāore te hāonga mātārangi he pātata ki te kōngahu (hei tauira, hāonga rīhini karaihe), ka pāngia te rīhini i te wā roa e noho ana ki ngā taiao kōngahu, nō reira ka pakaru te mahi tūmatanui. Nō reira, me whakauru ngā paraire hiko mātārangi e whakamahia ana ki te tukutuku matū he hāonga mātārangi e pātata ana ki te kōngahu (hei tauira, ngā hāonga rīhini viniki, ngā hāonga rīhini ipikohi kua whanake).

Ko te anuanua o ngā ītaota o te matērihi hiko mātārangi kei te matapae ko "te hanganga e whakaratoha ai te mahi." Ko te mārama ki ēnei ītaota he mea matua nui kia taea ai te whakamahi i ana painga ki te angamahi—kaua ko te whakanui i tana "whakamahinga whānui" i runga i te pono, kaua hoki te hē mārama i tana "pātata." Mēnā e hiahia ana koe ki te rapu i ngā whakamahinga iti (hei tauira, hiko mātārangi ki ngā hāpori rorohiko, ki ngā taputapu taiwhenua), kaua e whakapākeke ki te waihanga i raro!