Bolehkah Serat Karbon Berkarat?
Gentian karbon adalah stabil dari segi kimia, tahan kakisan dan tidak akan berkarat. Itulah sebabnya ia berfungsi dengan baik dalam persekitaran yang keras. Tetapi agen pengoksidaan yang kuat, seperti hidrogen peroksida atau asid sulfurik, boleh menjejaskannya.
Begitu juga, resin epoksi adalah lengai dan tidak akan berkarat atau menghakis. Ia sensitif kepada cahaya matahari, walaupun. Jadi, tutup komposit gentian karbon dengan kemasan kalis UV untuk mengelakkan kerosakan jangka panjang daripada cahaya matahari.
Perlu diingat bahawa komposit gentian karbon boleh menyebabkan kakisan galvanik apabila bersentuhan dengan beberapa logam. Walaupun ia tidak akan membawa kepada kakisan permukaan yang jelas dalam jangka pendek, produk kakisan bertambah dan membawa kepada kerosakan dengan masa. Nasib baik, ini memerlukan syarat khusus, dan beberapa lapisan menawarkan perlindungan.
Bolehkah Serat Karbon Pecah?
Jawapan ringkasnya ialah ya. Mana-mana bahan boleh gagal, tetapi ia sedikit lebih rumit daripada itu. Banyak faktor, seperti proses pengeluaran, reka bentuk dan penggunaan, mempengaruhi ketahanan.
Sebagai contoh, jurang boleh terbentuk, dan ia lebih berkemungkinan retak jika pengeluar menggunakan resin secara tidak rata atau tidak menggunakan cukup. Lama kelamaan, rekahan kecil ini boleh merebak sehingga pecah. Walaupun kesan kecil akhirnya boleh membawa kepada kegagalan.
Orientasi gentian dan lapisan gentian juga mempunyai kesan yang ketara terhadap rintangan lesu. Begitu juga dengan jenis daya yang anda gunakan. Daya mampatan, ricih dan tegangan menyebabkan pelbagai jenis kegagalan.
Gentian tenunan dalam susun atur 0 darjah mempunyai kekuatan kilasan yang kurang daripada pada 45 darjah , contohnya. Jadi ia mungkin pecah jika anda memutarnya.
Intinya ialah jika anda kekal di bawah ambang beban untuk bahagian tertentu, ia tidak akan mudah pecah.
Juga, sedar bahawa sukar untuk mengesan tanda-tanda kerosakan yang menunjukkan kegagalan yang akan berlaku. Dan tidak seperti bahan lain yang bengkok atau gancu, apabila gentian karbon gagal, ia boleh gagal dengan hebat dan berkecai.
BERKAITAN: Apakah Gentian Karbon Dipalsukan? Panduan Terbaik Untuk Komposit Dipalsukan
Adakah Keadaan Cuaca Mempengaruhi Ketahanan Gentian Karbon?
Serat karbon mempunyai pengembangan haba yang rendah. Jadi, bentuk, kawasan, isipadu atau ketumpatannya tidak banyak berubah sebagai tindak balas kepada perubahan suhu. Itu tidak bermakna ia kebal terhadap kesan cuaca dalam jangka masa panjang. Kajian mendapati gabungan keadaan cuaca mungkin mempunyai kesan yang berbeza pada gentian karbon dalam tetapan yang berbeza.
Kitaran Pembekuan-Cairan
Yayasan Penyelidikan Kejuruteraan Awam mengenal pasti kitaran beku-cair sebagai ancaman yang mungkin kepada ketahanan gentian karbon. Selain itu, mereka mendapati keadaan beku-cair merendahkan konkrit bertetulang gentian karbon lebih banyak dalam air masin.
Ia tidak semestinya gentian karbon yang kehilangan integriti tetapi retakan mikro yang terbentuk dalam matriks dan penyahikatan gentian/matriks. Dan kesannya adalah sebahagiannya kerana pelekat struktur tidak semaju penggunaan gentian karbon lain.
Akhir sekali, walaupun kesan ini, kajian lain mendapati konkrit bertetulang gentian karbon lebih tahan lama daripada konkrit standard.
Penuaan Higroterma
Penuaan higroterma mungkin mempunyai kesan ke atas ketahanan gentian karbon dalam beberapa aplikasi tetapi tidak pada yang lain.
Apakah penuaan higroterma? Penuaan higroterma merujuk kepada gabungan haba dan lembapan dan kesannya terhadap struktur.
Pendedahan yang berpanjangan kepada haba dan lembapan mungkin mempunyai sedikit kesan ke atas kekuatan lentur gentian karbon. Tetapi di bawah beban yang berterusan dan dengan kehadiran air masin, kekuatan tegangan berkurangan antara 7% dan 12%.
Kitaran Basah-Kering
Satu kajian menunjukkan kitaran basah-kering mungkin mempunyai kesan buruk yang ketara terhadap kekuatan tegangan. Selepas 4000 kitaran basah-kering, kebarangkalian kegagalan meningkat dengan ketara.
Sebaliknya, ia mempunyai pengaruh terhad pada ubah bentuk gentian karbon.
Pendedahan dan Pemeluwapan UV
Sinaran UV dan pemeluwapan beroperasi secara sinergistik yang menyebabkan hakisan matriks epoksi, tetapi ia tidak menjejaskan gentian karbon. Hakisan epoksi akhirnya boleh mengurangkan kekuatan tegangan sehingga 29% dan menyebabkan kurang ketahanan.
Seperti yang dinyatakan, kemasan kalis UV akan membantu melindungi komposit gentian karbon.
Secara keseluruhan, keadaan cuaca mempengaruhi gentian karbon. Tetapi kesannya bergantung pada cara anda menggunakannya. Sebagai contoh, keadaan cuaca mempunyai kesan yang lebih ketara pada bangunan dengan gentian karbon daripada bingkai basikal karbon.
Bolehkah Serat Karbon Menahan Haba?
Gentian karbon boleh menahan haba. Tetapi gentian karbon kebanyakannya digunakan dalam matriks seperti konkrit, plastik atau epoksi, yang mungkin mengehadkan toleransi habanya. Dalam erti kata lain, matriks memainkan peranan yang lebih penting dalam sama ada bahagian gentian karbon boleh menahan haba daripada gentian sahaja.
Sebagai contoh, sesetengah epoksi boleh menahan suhu sehingga 100 darjah (212 ℉), manakala komposit matriks karbon bertetulang gentian karbon boleh bertolak ansur dengan suhu melebihi 2000 darjah (3632 ℉).
Adakah Serat Karbon Kalis Peluru?
Secara teorinya, gentian karbon boleh menghentikan peluru, tetapi Kevlar® atau gentian aramid lain mempunyai lebih fleksibiliti dan rintangan hentaman. Selain itu, Kevlar® ialah pilihan yang lebih kos efektif untuk perisai kalis peluru.
Gentian karbon menawarkan tahap perlindungan yang tinggi terhadap beberapa objek. Anda akan sering melihat pemandu kereta lumba menggunakannya untuk perlindungan kerana ia menyuraikan kesan daya. Tetapi apabila ia datang kepada peluru, anda memerlukan banyak lapisan untuk menghentikannya.
Tonton video ini untuk melihat cara pameran komposit gentian karbon menentang peluru.
Walau bagaimanapun, tiub nano karbon boleh menahan peluru. Nanotiub terdiri daripada atom karbon yang terikat dalam mengulangi corak heksagon untuk mencipta silinder berongga. Tiub nano ini boleh menyerap tenaga daripada peluru berpandu balistik lebih baik daripada gentian karbon dan, dalam beberapa kes, malah Kevlar®.
Pada bentuk yang paling asas, gentian karbon ialah karbon grafit, yang akan bertahan hampir selama-lamanya. Bahan ini biasanya tidak boleh terurai foto atau terbiodegradasi. Walau bagaimanapun, beberapa faktor mempengaruhi ketahanannya, seperti matriksnya. Tambahan pula, penggunaan kuat komposit dan faktor persekitaran boleh menjejaskan ketahanan dan potensi aplikasinya. Secara umumnya, saintis menjangkakan bahagian gentian karbon akan bertahan selama lebih 50 tahun.
