Зачем нужен карбон?

Посреди различных пластиков и композитов, разработанных химиками-технологами, особенное место в современном мире занимает карбон (углеволокно) - материал на базе тончайших углеродных нитей. Он на 75% легче железа и на 30% - алюминия, и при всем этом имеет крепкость на разрыв вчетверо выше, чем у наилучших марок стали.
Сами по для себя карбоновые нити достаточно хрупкие, потому из их плетут гибкие и эластичные полотнища. При добавлении к ним связывающих полимерных составов получают углепластики, которые сделали реальный переворот в спорте, технике и многих других областях людской деятельности.

На дорогах, в небе и на море
Более обширно популярная область внедрения карбона – это автопромышленность. Сначала его выдающееся сочетание прочности и легкости заинтриговало конструкторов болидов Формулы-1, что позволило существенно понизить вес гоночных машин. Джон Бернард, инженер английского авто производителя McLaren, в первый раз сделал элементы кузова из углеволокна сначала 1980-х гг. Это отдало настолько осязаемую надбавку в скорости, что сходу привело гоночную команду McLaren на призовые места.

Вобщем, право быть самым резвым обходится очень дорого из-за того, что все углепластиковые детали практически делаются вручную. Карбоновую ткань особенного плетения выкладывают в литейные формы, потом соединяют полимерными составами. На заключительном шаге она подвергается обработке при высочайшей температуре и давлении. Потому длительное время карбоновые элементы кузова использовались исключительно в суперкарах и моделях премиального класса. И только не так давно анонсирован выпуск доступных широкой аудитории серийных моделей с углепластиковыми деталями. Так, в конструкции кузова нового Бмв i3 будут обширно представлены элементы из углеродного волокна. А в новейшей версии хэтчбека Фольксваген Golf GTI VII благодаря углепластиковым капоту и крыше удалось понизить вес машины сходу на 200 кг!
Еще больше обширное применение материалы на базе карбона получили в авиастроении, где они начали вытеснять классические алюминий и титан.

Первыми перспективы оценили авиаконструкторы, работающие в оборонной индустрии. К примеру, в новейших русских истребителях Су-47 и Т-50 употребляются углепластиковые составляющие крыла и фюзеляжа.

Все обширнее применяется карбон и в пассажирских самолетах, где он позволяет понизить расход горючего и повысить грузоподъемность. Так, в лайнере Boeing 787 Dreamliner более 50% частей фюзеляжа сделаны из композитных материалов на базе углерода, по этому расход горючего снижен на 20%. С той же целью наибольший пассажирский самолет Airbus А380 оснастили крыльями, которые на 40% состоят из углепластиков. А фюзеляж современного бизнес-джета Hawker 4000 практически полностью сделан из этого материала!

Более интенсивно употребляется карбон и в судостроении. Причина популярности та же: уникальное соотношение прочности и веса, актуально принципиальное в грозных морских критериях. Не считая того, для корабелов ценны ударопрочность и коррозионная стойкость этого материала.

Как обычно, первыми начали использовать углепластики в оборонной сфере. Из карбоновых композитов делают элементы корпусов подводных лодок, так как они серьезно понижают шум и владеют stealth-эффектом, делая судно «невидимым» для радаров противника. А в шведских корветах типа «Visbi» корпус и надстройки изготовлены из карбоновых композитов по stealth-технологии. Употребляется мультислойный материал с основой из ПВХ, которая покрыта тканью особенного плетения из углеродных жгутов. Каждый таковой жгут поглощает и рассеивает радиоволны от радаров, не давая найти судно.
Для штатских кораблей невидимость для радаров не нужна, а вот легкость, крепкость и возможность изготавливать детали фактически хоть какой конфигурации оказались очень нужными. В большинстве случаев карбон используют при строительстве спортивных и прогулочных яхт, где важны скоростные свойства.

Элементы грядущего судна «лепятся» из углепластиковых холстов по компьютерной модели как из пластилина. Сначала делается полноразмерный макет палубы и корпуса из специального модельного пластика. Потом по этим лекалам вручную слоями выклеиваются полотнища карбоновой ткани, скрепляемой эпоксидными смолами. После просушки готовый корпус шлифуют, красят и покрывают лаком.

Вобщем, есть и поболее современные методы. К примеру, итальянская компания Lanulfi смогла практически вполне заавтоматизировать процесс. Большие конструктивные элементы судна при помощи 3D моделирования разбивают на более маленькие, но совершенно совпадающие части. По компьютерной модели при помощи станка с программным управлением производятся базы, которые и служат матрицами для выклеивания углепластиковых деталей. Таковой подход позволяет достигнуть наибольшей точности, что очень принципиально для ходовых свойств спортивных яхт.

Карбон для каждого
Карбон начинает все обширнее применяться и в строительстве. Добавление углеродных волокон в состав бетона делает его еще более устойчивым к наружным воздействиям. Практически выходит сверхпрочный монолит с очень плотной поверхностью. Такая разработка применяется в строительстве небоскребов и плотин, также при обустройстве туннелей.
Стоит упомянуть и материалы для усиления, ремонта и реставрации железобетонных поверхностей - особые холсты и пластинки из карбоновой ткани (к примеру, Mapewrap либо Carboplate). Они позволяют вполне вернуть конструкцию, не прибегая к дорогостоящей и не всегда вероятной перезаливке.

Для больших девелоперов и личных застройщиков особо увлекательна такая инновация, как применение карбона в штукатурной системе утепления фасадов.
«Добавление в армирующий состав мелких карбоновых волокон поперечником наименее 15 микрон приводит к очень принципиальному результату – неоднократному повышению ударопрочности фасада, – гласит Роман Рязанцев, проект-менеджер компании CAPAROL, профессионала в отрасли защиты и термоизоляции фасадов построек. – А именно, карбоновая добавка в штукатурную систему CAPATECT Carbon (Caparol) позволяет фасаду без вреда переносить удары с энергией до 60 Джоулей – это в 10 раз больше, чем способны выдерживать обыденные варианты штукатурных фасадов».

Если обладатель коттеджа решит использовать такую систему для наружной отделки собственного жилья, то он не только лишь уменьшит издержки на отопление и обеспечит подходящий локальный климат в помещениях, да и защитит стенки от всех механических воздействий. Большой град разбивает виниловый сайдинг и оставляет вмятины на обыкновенной песочной штукатурке. Шквалистый ветер, несущий с собой мусор и ветки деревьев, также может разрушить фасад. Но на отделке с добавлением карбоновых волокон не остается ни следа. Тем паче не жутки ей такие бытовые воздействия, как удары мячом либо шайбой в детских играх.

«Обычно для защиты цокольной части фасада от случайных повреждений употребляют облицовку камнем, к примеру, керамогранитом, - отмечает Даниил Мазуров управляющий отдела оптовых продаж столичной строительно-торговой компании «ПКК Интерстройтехнологии». – Но для отделки цокольной части жилого комплекса, который на данный момент строится на юге Москвы, мы решили испытать штукатурную систему с карбоном. В сравнительных испытаниях она демонстрировала очень впечатляющие результаты».

Вадим Пащенко, управляющий направления WDVS Столичного регионального отдела компании CAPAROL, именует очередное ценное следствие внедрения в штукатурной системе армирующих компонент с карбоновыми волокнами: фасад становится устойчив к температурным деформациям. Для архитекторов и хозяев личных домов это значит полную свободу в самовыражении – можно окрасить стенки дома в любые самые тёмные и насыщенные цвета. С классической цементно-песчаной штукатуркой такие опыты могут окончиться грустно. Черная поверхность стенки очень стремительно греется под солнечными лучами, что приводит к образованию трещинок на наружном защитно-декоративном слое. Но для фасадной системы с карбоновыми волокнами схожей трудности не существует.

На данный момент по всей Европе начинают появляться выделяющиеся на общем фоне личные коттеджи и коммерческие строения, школы и детские сады, которым карбон посодействовал обрести выразительные и насыщенные цвета. По мере того как русские личные домовладельцы начинают экспериментировать с цветами фасадов, отходя от обычных пастельных цветов, эта инноваторская разработка становится нужна и в нашей стране.

Поколение Next
Без карбона сейчас нереально представить ни одну сверхтехнологичную ветвь. Он становится все доступнее и для обыденных людей. На данный момент мы можем приобрести углепластиковые лыжи, сноуборды, горные башмаки, спиннинги и велики, шлемы и прочую спортивную экипировку.
Но на замену ему уже идет новое поколение материалов - углеродные нанотрубки, которые в 10-ки раз прочнее стали и владеют массой других ценнейших параметров.
Так, канадский производитель одежки Garrison Bespoke разработал мужской костюмчик, который изготовлен из ткани на базе углеродных нанотрубок. Такая ткань останавливает пули до 40 5-ого калибра и защищает от колющих ножевых ранений. Не считая того, она на 50% легче кевлара - синтетического материала, применяемого для производства бронежилетов. Подобные костюмчики наверное войдут в моду посреди предпринимателей и политиков.

К числу самых умопомрачительных применений карбоновых нанотрубок относится галлактический лифт, который дозволит доставлять на орбиту грузы без дорогих и небезопасных запусков ракет. Его основой должен стать сверхпрочный трос, протянутый от поверхности планетки к галлактической станции, находящейся на геостационарной орбите на высоте 35 тыс. км над Землей.

Эта мысль была предложена еще величавым русским ученым Константином Циолковским в 1895 году. Но до сего времени проект казался невозможным по техническим причинам, ведь не было понятно материалов, из которых можно сделать так крепкий трос. Но открытие углеродных нанотрубок сначала 1990-х гг. принудило пересмотреть границы вероятного. Сотканная из карбоновых нанотрубок нить миллиметровой толщины способна выдержать нагрузку приблизительно 30 тонн. А означает, дешевенькие и неопасные путешествия на орбиту в кабине галлактического лифта из умопомрачительного сюжета преобразуются в практическую задачку для инженеров.

Пила садовая FISKARS SW30 малая 1001621


Лучковая пила подходит для распиливания стволов поперечником 10-20 см и толстых веток. Лезвие пилы сделано из закаленной стали, что обеспечивает долгосрочную эксплуатацию, а острые зубья режут, как при направленном вперед, так и при оборотном движении, обеспечивая наивысшую эффективность работы.