مقدمة عن صفائح ألياف الكربون
ألواح المصنوعة من ألياف الكربون (المعروفة أيضًا باسم ألواح نظرة خاطفة المقواة بالكربون أو ألواح الكربونية) هي مواد مركبة مصنوعة من مزيج من راتنج وألياف الكربون. يجمع هذا المزيج أفضل خصائصهما ليُنتج مادةً متميزة.
عملية التصنيع
تُستخدم ألياف كربون عالية الجودة، تتميز بنسبتها العالية إلى وزنها، في هذه الألواح. تُعالَج هذه الألياف مُسبقًا لتحسين التصاقها براتنج . ثم يُوزّع الراتنج المُذاب بالتساوي على الألياف. يُعالَج خليط الألياف والراتنج بالقولبة بالضغط (التشكيل تحت ضغط وحرارة عاليين) أو المعالجة بالأوتوكلاف (المعالجة في حجرة عالية الضغط مُتحكم فيها بدرجة الحرارة) لإنتاج ألواح عالية الجودة ذات خصائص ميكانيكية ممتازة.
خصائص المواد
قوة ميكانيكية استثنائية
تتحمل ألياف الكربون في هذه الصفائح معظم الأحمال. وعند دمجها مع راتنج ، يمكن لهذا المركب أن يتحمل قوى الشد والضغط والقص العالية. وهذا مناسب لمكونات الطيران، مثل أجنحة الطائرات، التي تتحمل قوى الطيران دون أي تشوه يُذكر.
مقاومة درجات الحرارة العالية
تزداد مقاومة راتنج للحرارة مع ألياف الكربون. يمكن لهذه الألواح أن تتحمل درجات حرارة انتقال الزجاج الخاصة بـ (حوالي 143 درجة مئوية)، وأحيانًا أعلى لفترة وجيزة. هذا يجعلها مثالية للاستخدامات الصناعية، مثل محركات السيارات أو الأفران عالية الحرارة.
خفيف الوزن ولكنه قوي
تُضفي ألياف الكربون قوةً، بينما يُخفِّف راتنج الخفيف الوزن، مما يُعطي نسبة عالية من القوة إلى الوزن. في السيارات، يُقلِّل استخدام هذه الألواح في ألواح الهيكل الوزن دون المساس بالسلامة أو الأداء.
الموصلية الحرارية العالية
تعزز ألياف الكربون التوصيل الحراري للمركب، مما يساعد على نقل الحرارة، لذا تُستخدم الألواح كمشتتات حرارية في الإلكترونيات للحفاظ على برودة المكونات وكفاءتها.
معامل التمدد المنخفض
تتميز هذه الصفائح بمعامل تمدد حراري منخفض. في قطع الغيار الدقيقة في مجال الطيران والإلكترونيات، تحافظ على شكلها في درجات حرارة مختلفة.
التطبيقات
الفضاء الجوي
في مجال الطيران، تُستخدم هذه الصفائح في أجنحة الطائرات وهياكلها الداخلية. تُخفّض نسبة قوتها إلى وزنها ومقاومتها للحرارة وزن الطائرة مع الحفاظ على سلامة هيكلها. كما أنها قادرة على تحمّل ظروف الطيران القاسية.
تصنيع السيارات
في السيارات، تُستخدم في الأجزاء الخفيفة والقوية، مثل ألواح الهيكل، ونظام التعليق، ومكونات المحرك. تتميز بمقاومتها للحرارة العالية، مما يجعلها مثالية لأجزاء المحرك في المناطق ذات درجات الحرارة العالية.
الأجهزة الإلكترونية
في الإلكترونيات، تُستخدم في مشعات الحرارة ولوحات الدوائر الإلكترونية، وغيرها، نظرًا لتوصيلها الحراري وثبات أبعادها. كما يُسهِم وزنها الخفيف في الأجهزة المحمولة.
البتروكيماويات
في صناعة البتروكيماويات، تُستخدم هذه الصفائح في المعدات العاملة في بيئات كيميائية قاسية. تجعلها مقاومتها الكيميائية ومتانتها الميكانيكية مناسبةً للأنابيب والصمامات والأجزاء الملامسة للمواد الكيميائية المسببة للتآكل، كما تُساعد مقاومتها للحرارة في العمليات عالية الحرارة.
1. لوحة المقواة بالكربونلوحة كربون بيك يتميز بقوة شد وقوة انحناء عالية، ويمكنه تحمل الأحمال والضغوط الكبيرة، ويحافظ على الصلابة والاستقرار العاليين.
2. لوحة المقواة بالكربون(لوحة كربون بيكيمكنها الحفاظ على خصائص ميكانيكية وفيزيائية جيدة على مدى نطاق واسع من درجات الحرارة ولا تتقلص أو تتمدد بشكل كبير بسبب التغيرات في درجات الحرارة.
3. لوحة المقواة بالكربون(لوحة كربون بيكيمكن إعادة تدويرها وإعادة استخدامها، مما يلبي متطلبات الاستدامة البيئية ويقلل من التأثير السلبي على البيئة.
تُستخدم لوحة الكربون بشكل شائع في مجال الطيران والفضاء، وتصنيع السيارات، والأجهزة الإلكترونية، والبتروكيماويات، وغيرها من المجالات.
