Углеродный рукав (чулок) — композитный полуфабрикат в виде многослойной оплётки из углеродного волокна. У него высокий предел прочности при малом весе, а плетёная структура позволяет натягивать его на детали сложной формы.
Структура
Волокно состоит из множества единичных нитей — филаментов, от 1000 до 24 000 в пучке. Пучки (ровинги) сплетают между собой в несколько слоёв на специальных машинах. Благодаря эластичности плетения рукав может менять диаметр; при растяжении до максимума волокна располагаются под углом 45° друг к другу.
Производство
Сырьё для оплётки — угле-, стекло- или арамидное волокно (см. Арамидные ткани). Углеродное волокно получают пиролизом органических нитей из вискозы, полиакрилонитрила, фенольных смол, нефтяных и каменноугольных пеков. При термообработке неуглеродные соединения отторгаются, остаются только атомы углерода:
- Первичная обработка: нагрев с подачей воздуха до 250 °C в течение суток, окисление и образование лестничных структур.
- Карбонизация: азотная или аргоновая среда при 800–1500 °C, появление графитоподобных структур.
- Графитизация: инертная среда при 1600–3000 °C, пока доля углерода не достигнет 99 %.
Готовые нити подают на машины радиального плетения, которые по программе делают рукава с нужным числом слоёв. Современные брейдинговые изделия сочетают подвижность нитей с высокой стойкостью к расслаиванию.
Характеристики
Рукав имеет те же свойства, что ткань, но прочнее и держит трение, разрыв и вибрации. Он примерно в 4 раза легче стали того же объёма, не разрушается в агрессивных средах, электропроводен (защищает от электромагнитного излучения, но прозрачен для рентгена), термостоек и при нагреве расширяется незначительно. За счёт плетения некоторые рукава меняют размер, а хорошая адгезия к эпоксидным и полиэфирным смолам упрощает обработку.
Рукав снижает трудозатраты на раскрой и формовку, поэтому его выбирают для деталей с криволинейной поверхностью: труб, стоек, рам, рукояток.
Где применяют
- Авиа- и ракетостроение: элементы моторов, шпангоуты, лонжероны, винты, лопасти, обшивка.
- Автомобили: колёсные диски, топливные баки, прицепы, моноблоки гоночных болидов, усиление рам, крыш, бамперов.
- Строительство: усиление опор ЛЭП, несущих конструкций зданий и мостов, перекрытий.
- Спорт: ракетки, клюшки, вёсла, спиннинги, туристическое снаряжение.
- Нефтяная промышленность: баллоны высокого давления.
В нашем каталоге
Углеродные рукава 3К диаметром 40, 42, 50 и 60 мм, например рукав 3К 50 мм. Все позиции — в разделе Углеродные рукава. Пропитать рукав на оправке можно вакуумной инфузией.
