Oglekļa šķiedras vadošās vītnes priekšrocības

Runājot par vadiem, mēs vispirms domājam par vara stieplēm, alumīnija stieplēm, dzelzs stieplēm un citiem metāla vadiem.Tie visi ir izgatavoti no tīra metāla stieples vilkšanas.Metālu izmantošanas iemesls ir tas, ka visiem metāliem ir laba elektrovadītspēja.Iemesls, kāpēc metāliem ir laba elektrovadītspēja, ir tāpēc, ka metāla atomiem ir mazāk ārējo elektronu.Pēc tam, kad tie ir apvienoti atomu grupās, arī katra atoma ārējā slānī ir tikai viens vai divi elektroni, un tas griežas ap to tā, ka atoma ārējā slānī ir tikai viens vai divi elektroni.Slānī būs vairāk elektronu vakanču, tāpēc svešie elektroni var viegli iekļūt un pārvietoties, un metāls ir viegli vadīt elektrību, tāpēc vadi, kurus mēs esam redzējuši, pamatā ir metāli.
Pateicoties labajai metāla vadītspējai, strāvas vadi pamatā ir metāls.Vai vadus var aizstāt ar citiem bezkontakta materiāliem?Iespējams arī, piemēram, oglekļa šķiedra.
Daudzi draugi zina, ka oglekļa šķiedra ir ļoti izturīga, taču viņi nezina, ka dažas oglekļa šķiedras ir vadošas.Tas ir tāpēc, ka šādām šķiedrām ir grafītam līdzīga atomu struktūra, un grafīts ir labs vadītājs, kas ir sava veida oglekļa elements.Allotropi, katrs oglekļa atoms grafītā ir saistīts ar trim citiem oglekļa atomiem ap to, kas sakārtoti šūnveida sešstūra struktūrā, kurā katrs oglekļa atoms izstaro brīvo elektronu, tāpēc grafīts vada elektrību.Veiktspēja ir ļoti laba, aptuveni 100 reizes augstāka nekā parastajiem nemetāliskiem materiāliem.
Tomēr pat tādā gadījumā strāvas vadīšana oglekļa šķiedras kompozītmateriāla stieplē nav atkarīga no oglekļa šķiedras, jo oglekļa šķiedras vadītspēja joprojām nav tik laba kā metālam.Sveķi integrē gareniski sakārtotos oglekļa šķiedras pavedienus veselumā, kas padara oglekļa šķiedru mazāk vadošu, tāpēc oglekļa šķiedra šeit tiek izmantota nevis elektrības vadīšanai, bet gan svara izturēšanai.Oglekļa šķiedras kompozītmateriāla serdes stieples struktūra ir līdzīga parastajai alumīnija stieplei ar tērauda serdi.Tas ir arī sadalīts iekšējā serdeņa stieplē un virsmas alumīnija stieplē.Serdenes stieple uzņemas lielāko daļu paša stieples mehāniskā sprieguma, savukārt ārējā alumīnija stieple ir strāvas plūsmas uzdevums.
Izrādās, ka nesošās stieples vados ir visas tērauda stieples, parasti tērauda stiepļu troses, kas savītas no 7 tērauda stiepļu pavedieniem, un ārpuse ir alumīnija stieple, kas sastāv no desmitiem alumīnija stiepļu pavedienu, bet oglekļa šķiedras kompozīts. materiāla stieple ir oglekļa šķiedras kompozītmateriāla vidusdaļa, un ārpuse ir četrstūris.Vairāku pavedienu alumīnija stieple, kā parādīts attēlā zemāk, kreisajā pusē ir tērauda stieples alumīnija stieple, bet labajā pusē ir oglekļa šķiedras kompozītmateriāla serdeņa stieple.
Mēs zinām, ka, lai gan tēraudam ir laba stiepes izturība un stingrība, tā blīvums ir ļoti liels, tāpēc tas ir ļoti smags, bet oglekļa šķiedras kompozītmateriālu blīvums ir daudz mazāks, tikai 1/4 no tērauda, ​​un tā svars ir tikai vienāds. apjoms.Tomēr oglekļa šķiedras stiepes spēks un stingrība ir labāka nekā tērauda stiepes spēks, parasti vismaz divreiz lielāks nekā tērauda stiepes spēks, tāpēc oglekļa šķiedras kompozītmateriālu izmantošanas galvenais mērķis ir samazināt stieples svaru un tādu pašu biezumu. no oglekļa šķiedras Tā kā vilkšana ir labāka, tā var arī pārvadāt vairāk alumīnija stieples, padarot vadu vai kabeli biezāku, lai izietu vairāk strāvas.
Tā kā oglekļa šķiedras kompozītmateriāla stieplei ir iepriekš minētās lieliskās īpašības - zems blīvums, viegls svars, liels stiepes spēks un spēcīga stingrība, tad, ja šo materiālu var izmantot ilgu laiku, tas, visticamāk, nomainīs tērauda stiepli un alumīnija stiepli. nākotne.Parasti izmantotajai stieplei un oglekļa šķiedras stieplei ir sildīšanas efekts, kad tas ir ieslēgts, tāpēc dažās nozarēs to izmantos arī kā sildīšanas vadu.Tāpēc pašreizējais vads ne vienmēr ir metāls, un arī nemetāla stieple parādīsies arvien biežāk.