סיב פחמן

אריג של סיבי פחמן
משטח פלסטיק מחוזק בסיבי פחמן המשמש במסוקים קטנים המופעלים בשלט רחוק

סיב פחמן (לעיתים מכונה קרבוֹן, מאנגלית: Carbon fibers) הוא חומר המורכב מסיבים דקים במיוחד המכילים בעיקר אטומי פחמן. קוטר הסיבים נע בין 0.005 ל-0.010 מילימטר. סיבי הפחמן מאורגנים בגבישים זעירים הסדורים בהתאמה טובה לאורך הסיב. מבנה זה מקנה להם חוזק רב יחסית לגודלם הזעיר. השימוש הבסיסי ביותר בחומר מתקבל על ידי שזירת כמה אלפי סיבים לחוט בעל חוזק רב. את החוטים ניתן לשזור לאריג שגם הוא נהנה מחוזק רב ומשקל קל יחסית. יישום נוסף מתקבל באמצעות טבילת אריג סיבי פחמן בתרכובת מותכת כדוגמת אפוקסי לשם יצירת חומרים מרוכבים המאפשרים לעצב משטחים חזקים בעלי משקל קל. אריגים ומשטחים אלו מכונים לעיתים בפשטות, סיבי פחמן.

סיבי פחמן נמצאים בשימוש במוצרים הדורשים חוזק גבוה יחסית למשקל. ייצור סיבי הפחמן יקר יחסית, אך ניתן למצוא אותם במוצרים בתעשיית התעופה והחלל, בהנדסה אזרחית ובמוצרים המיועדים לביצועים גבוהים בתעשיית הרכב כדוגמת אופנועי מרוץ וביגוד רכיבה נלווה.

היסטוריה

סיבי הפחמן הראשונים יוצרו במעבדה של חברת יוניון קארבייד האמריקנית ב-1958 על ידי רוג'ר בייקון. תהליך הייצור היה מבוסס על חימום של סיבי משי מלאכותי, המבוססים על תאית. תהליך זה הוכח כלא יעיל כיוון שהתוצר הכיל רק 20 אחוז של פחמן. מספר שנים אחר כך פותחה שיטת הפקה שהתבססה על המרת הפולימר פוליאקרילוניטריל (PAN) והפיקה תוצר המכיל 55 אחוז פחמן. השיטה הוכחה כמוצלחת והפכה מאז לשיטה העיקרית להפקת סיבי פחמן. ב-1969 נארג לראשונה אריג העשוי מסיבי פחמן על ידי חברה בריטית. מאז שנות ה-70 של המאה ה-20 נעשו ניסיונות נוספים לאיתור חומרי גלם לייצור סיבי פחמן ונמצאו חומרים המבוססים על תוצרי נפט, המאפשרים לייצר סיבים בעלי 85 אחוז פחמן המתאפיינים באלסטיות וחוזק טובים.

אופן יצור בטכנולוגיית PAN

סיב פחמן בהשוואה לשערה אנושית

אבקת אקרילו-ניטריל מעורבבת בפלסטיק נוסף, למשל מתיל אקרילט או מתיל מתאקרילט. התערובת עוברת פלמור בתרחיף או בתמיסה על ידי קטליסט ליצירת פולי-אקרילו-ניטריל (PAN). הפולי-אקרילו-ניטריל מועבר דרך פיה ונמתח ליצירת סיב דק. בשלב זה מועברים הסיבים לתנור בטמפרטורה של 200–300 מעלות צלזיוס לכ-30 עד 120 דקות. בטמפרטורות אלו ובנוכחות חמצן עובר הסיב תהליך של סידור מולקולרי מחדש אשר בסופו משתנה מבנהו מאופי קווי לבעל מבנה סולם. מבנה הסולם מקנה לסיב עמידות תרמית גבוהה.

לאחר מכן עובר הסיב לתנור בטמפרטורות של 1,000–3,000 מעלות צלזיוס תוך כדי מתיחה ובלחץ גבוה של גזים שלא מאפשרים נוכחות חמצן. ללא חמצן הסיב לא נשרף ובמקום זאת הקשרים הבין-אטומיים רועדים בחוזקה ומסירים כמעט את כל האטומים שאינם פחמן. התוצר הסופי הוא סיב עשוי פחמן במבנה שטוח, בדומה לגרפיט, אך מתמשך ואינסופי. כדי לאפשר הדבקה טובה של הסיב לדבק שיקשור אותו לכדי חומר מרוכב (המכונה מטריצה), הוא עובר טיפול פני שטח על ידי חמצון.

יישום

היישום הנפוץ ביותר של סיבי פחמן הוא ביצירת משטחי פלסטיק מחוזקים בסיבי פחמן. סיבי הפחמן נארגים בתבניות שונות המותאמות ליישום הנדרש ואחר כך החלק מופק באחת ממספר שיטות הנבחרת לפי האופי הרצוי של החלק (רמת קשיחות, ברק, בעל צורה מפותלת ועוד). אחת השיטות מתבססת על שימוש בריק לשם הזרקה נקייה של החומר העוטף את הסיבים, למשל אפוקסי, על גבי אריג הסיבים, ומניעת בועות גז שעשויות להיוותר במשטח ולגרום להחלשתו באופן משמעותי. כדי לשמור על חוזק גבוה, מקובל גם שימוש במכונת חימום המייבשת ומעקרת את המשטח.

משטחי סיבי פחמן משמשים כמרכיב במוצרים שונים. לדוגמה:

ראו גם

קישורים חיצוניים

הערות שוליים

  1. ^ דגם "Ruf SCR 2018" roadandtrack.com/car-shows/geneva-auto-show/a19128731/ruf-scr-geneva-reveal-specs-photos-info

Read other articles:

This article is about the chemical element. For other uses, see Hydrogen (disambiguation). Chemical element, symbol H and atomic number 1Hydrogen, 1HPurple glow in its plasma stateHydrogenAppearanceColorless gasStandard atomic weight Ar°(H)[1.00784, 1.00811][1]1.0080±0.0002 (abridged)[2] Hydrogen in the periodic table Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine A...

 

العلاقات الصربية الكوستاريكية صربيا كوستاريكا   صربيا   كوستاريكا تعديل مصدري - تعديل   العلاقات الصربية الكوستاريكية هي العلاقات الثنائية التي تجمع بين صربيا وكوستاريكا.[1][2][3][4][5] مقارنة بين البلدين هذه مقارنة عامة ومرجعية للدولتين: وجه ...

 

American diplomat and politician (born 1962) This article is about the former U.S. Senator from Arizona. For the Florida State Senator, see Jeff Flake (Florida politician). Senator Flake redirects here. For other uses, see Senator Flake (disambiguation). Jeff FlakeUnited States Ambassador to TurkeyIncumbentAssumed office January 26, 2022PresidentJoe BidenPreceded byDavid M. SatterfieldUnited States Senatorfrom ArizonaIn officeJanuary 3, 2013 – January 3, 2019Preceded byJon KylS...

ThauTau La Thau au pont du Gué à Saint-Florent-le-Vieil. Caractéristiques Longueur 12,7 km [1] Bassin 72 km2 Bassin collecteur Loire Régime Pluvial océanique Cours Source Mauges · Localisation Montjean-sur-Loire, Maine-et-Loire, France · Altitude 13 m · Coordonnées 47° 23′ 23″ N, 0° 51′ 47″ O Confluence Loire · Localisation Saint-Florent-le-Vieil, Maine-et-Loire, France · Altitude 8 m · Coordonnées 47° 21′ ...

 

† Человек прямоходящий Научная классификация Домен:ЭукариотыЦарство:ЖивотныеПодцарство:ЭуметазоиБез ранга:Двусторонне-симметричныеБез ранга:ВторичноротыеТип:ХордовыеПодтип:ПозвоночныеИнфратип:ЧелюстноротыеНадкласс:ЧетвероногиеКлада:АмниотыКлада:Синапсиды�...

 

Nicolás Rodríguez Hermosinovescovo della Chiesa cattolicaNicolás Rodríguez Hermosino Nato1605 circa a Mota del Marqués Nominato vescovo5 giugno 1662 da papa Alessandro VII Consacrato vescovo17 settembre 1662 dal vescovo Diego Arce Reinoso Deceduto23 gennaio 1669 ad Astorga   Manuale Nicolás Rodríguez Hermosino (Mota del Marqués, 1605 circa – Astorga, 23 gennaio 1669) è stato un religioso, giurista e inquisitore spagnolo del XVII secolo, vescovo di Astorga dal 1662 al...

Extinct genus of dinosaurs ApatornisTemporal range: Late Cretaceous, 83.5 Ma PreꞒ Ꞓ O S D C P T J K Pg N ↓ Holotype of A. celer Scientific classification Domain: Eukaryota Kingdom: Animalia Phylum: Chordata Clade: Dinosauria Clade: Saurischia Clade: Theropoda Clade: Avialae Clade: Ornithurae Genus: †ApatornisMarsh, 1873b Species: †A. celer Binomial name †Apatornis celer(Marsh, 1873a) Synonyms Ichthyornis celer Marsh, 1873a Apatornis is a genus of ornithuran d...

 

Article connexe : Liste d'accidents aériens à partir de 1950. Cette liste non exhaustive d'accidents aériens présente les cas disposant de sources sérieuses consacrées au sujet, reprenant les données relatives au vol (compagnie, type d'avion, au départ de, à destination de…), les circonstances de l'accident, des données relatives à l'enquête, ses conclusions, le nombre de victimes et, le cas échéant, leurs qualités (personnalités). En matière de statistiques des accide...

 

Sceaux 行政国 フランス地域圏 (Région) イル=ド=フランス地域圏県 (département) オー=ド=セーヌ県郡 (arrondissement) アントニー郡小郡 (canton) 小郡庁所在地INSEEコード 92071郵便番号 92330市長(任期) フィリップ・ローラン(2008年-2014年)自治体間連合 (fr) メトロポール・デュ・グラン・パリ人口動態人口 19,679人(2007年)人口密度 5466人/km2住民の呼称 Scéens地理座標 北緯48度4...

Artikel ini sebatang kara, artinya tidak ada artikel lain yang memiliki pranala balik ke halaman ini.Bantulah menambah pranala ke artikel ini dari artikel yang berhubungan atau coba peralatan pencari pranala.Tag ini diberikan pada November 2022. Hidden ManNama lainTradisional邪不壓正Sederhana邪不压正 SutradaraJiang WenProduserZhou YunDitulis olehJiang WenHe JipingLi FeiSun YueBerdasarkanXia Yin karya Zhang BeihaiPemeranEddie PengLiao FanJiang WenZhou YunXu QingPenata musik...

 

La légende du Phénix renaissant de ses cendres est une croyance en la résurrection si empreinte dans la civilisation occidentale qu'elle est passée sur les plans symbolique et littéraire.Détail du Bestiaire d'Aberdeen, XIIe siècle. La croyance est le fait d'attribuer une valeur de vérité à une proposition ou un énoncé, indépendamment des éléments de réalité confirmant ou infirmant cette proposition ou cet énoncé. Le mot peut désigner tantôt le contenu de ce qui est c...

 

British advocate and politician (1742–1811) For other people named Henry Dundas, see Henry Dundas (disambiguation). The Right HonourableThe Viscount MelvillePC FRSEHenry Dundas, 1st Viscount Melville by Sir Thomas LawrenceFirst Lord of the AdmiraltyIn officeMay 1804 – May 1805MonarchGeorge IIIPrime MinisterWilliam Pitt the YoungerPreceded byThe Earl of St. VincentSucceeded byThe Lord BarhamSecretary of State for WarIn officeJuly 1794 – March 1801MonarchGeorge IIIPrime ...

This article includes a list of references, related reading, or external links, but its sources remain unclear because it lacks inline citations. Please help improve this article by introducing more precise citations. (March 2013) (Learn how and when to remove this message) Criminology and penology Theory Anomie Biosocial criminology Broken windows Collective efficacy Crime analysis Criminalization Differential association Deviance Expressive function of law Labeling theory Psychopathy Ration...

 

United States historic placeDurham Mill and FurnaceU.S. National Register of Historic Places Durham Mill (Durham Post Office). November 2012.Show map of PennsylvaniaShow map of the United StatesLocationDurham Rd., Durham Township, Pennsylvania.Coordinates40°34′34.9″N 75°13′25.6″W / 40.576361°N 75.223778°W / 40.576361; -75.223778Area3.5 acres (1.4 ha)Built1727, 1820NRHP reference No.76001608[1]Added to NRHPNovember 21, 1976 Durham Mill...

 

Communications regulator of Uganda For other uses of UCC, see UCC (disambiguation). Uganda Communications CommissionUCCAgency overviewFormed1997JurisdictionUgandaHeadquartersUCC House42-44 Spring RoadBugoloobi, KampalaAgency executivesEng. Dr Dorothy Okello, ChairpersonGeorge William Nyombi Thembo, Executive Director[1]Parent agencyParastatalWebsiteHomepage The Uganda Communications Commission (UCC) is the government regulatory body of the communications sector in Uganda. Although own...

  لمعانٍ أخرى، طالع وسام الجمهورية (توضيح). وسام الجمهورية التونسية   مؤسس تونس  البلد تونس  يُمنح من طرف رئيس الجمهورية التونسية (النقيب الأكبر للأوسمة الوطنية) المراتب الصنف الأكبر الصنف الأول الصنف الثاني الصنف الثالث الصنف الرابع إحصاءات تاريخ الإنشاء 16 ما�...

 

American rock band This article is about the band. For other uses, see Sugar Ray (disambiguation). Shrinky Dinx redirects here. For the toy/activity kit, see Shrinky Dinks. Sugar RaySugar Ray performing in Los Angeles in June 2009. From left to right: Rodney Sheppard, Mark McGrath, Craig Bullock, Stan Frazier, and Murphy KargesBackground informationAlso known asShrinky Dinx (1986–1994)OriginNewport Beach, California, U.S.[1]Genres Alternative rock pop rock nu metal (early) funk meta...

 

German theologian, writer, philosopher and politician (1865–1923) Ernst TroeltschBorn17 February 1865HaunstettenDied1 February 1923Berlin, GermanyAlma materUniversity of ErlangenUniversity of GöttingenEra19th-century philosophyRegionWestern philosophySchoolNeo-Kantianism (Baden school)History of religions schoolLiberal ChristianityClassical liberalismNotable studentsGertrud von Le FortFriedrich GogartenMain interestsTheologyphilosophy of historyNotable ideasCrisis of Historicism Churc...

يفتقر محتوى هذه المقالة إلى الاستشهاد بمصادر. فضلاً، ساهم في تطوير هذه المقالة من خلال إضافة مصادر موثوق بها. أي معلومات غير موثقة يمكن التشكيك بها وإزالتها. (نوفمبر 2022) هذه المقالة تحتاج للمزيد من الوصلات للمقالات الأخرى للمساعدة في ترابط مقالات الموسوعة. فضلًا ساعد في تحس...

 

Borthsingolo discograficoArtistaMasami Okui Pubblicazione22 maggio 1998 Album di provenienzaDo-Can Dischi1 Tracce4 GenereJ-pop EtichettaStarchild ProduttoreToshiro Yabuki, Lun T. Otsuki Registrazione1998 Masami Okui - cronologiaSingolo precedenteSouda, Zettai.(1997)Singolo successivoAKA(1998) Birth è un brano musicale di Masami Okui scritto da Yabuki Toshiro e dalla stessa Okui, e pubblicato come singolo il 22 maggio 1998 dalla Starchild. Il singolo è arrivato alla trentaduesima posizione n...