T1200 – plonesnis už plauką ir tvirtesnis už plieną. Jie sukūrė juodąjį auksą (Video) ()
Itin didelio stiprio anglies pluoštai šiandien yra visų produktų, kurie turi būti vienu metu lengvi, standūs ir atsparūs pažeidimams, pagrindas. Jų gamyba nėra pati paprasčiausia, o skirtumai tarp įvairių šių medžiagų variantų yra didžiuliai, todėl pasaulis ir atkreipė dėmesį į tai, ką padarė Kinija, pradėjusi T1200 gamybą.
© terski (Free Pixabay license) | https://pixabay.com/photos/cable-steel-wire-metal-woven-metal-7771045/
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Kinija pristatė „SYT80“, tai yra T1200 klasės anglies pluoštą, sukurtą CNBM grupėje, ir pranešė apie galimybę jo gaminti apie 100 tonų per metus. Pluošto skersmuo turėtų būti mažesnis nei dešimtadalis žmogaus plauko skersmens, atsparumas tempimui – „10 kartų didesnis nei paprasto plieno“, ir visa tai esant maždaug ketvirtadaliui plieno tankio. Pati masinė gamyba turėtų prasidėti po maždaug dviejų dešimtmečių plėtros darbų.
Ką reiškia 8 GPa atsparumas tempimui?
Inžinerinėje praktikoje plienas ir kompozitas retai lyginami „1:1“ vien pagal MPa skaičių, nes įtakos turi ir kiti parametrai, tarp jų – elastingumas, atsparumas smūgiams, elgsena aukštoje temperatūroje, savybių kryptingumas ir dervos vaidmuo. Būtent todėl atsirado visa „T hierarchija“, naudojama anglies pluoštams lyginti, ir tai nėra vien tik kiniška etiketė. Jau 2023 metais bendrovė „Toray“ informavo apie sukurtą „TORAYCA T1200“ pluoštą, nurodydama maždaug 8,0 GPa atsparumą tempimui, todėl dabar žaidžiama ne tik dėl paties rekordo lentelėje, bet ir dėl prieinamumo, gamybos apimčių ir tinkamumo pritaikymams, kuriems keliami kokybės reikalavimai.
|
Anglies pluoštas T1200 nėra „lydinys“, kuris yra liejamas. Tai procesas, kuriame defektų kontrolė yra svarbi mikroskopiniu lygiu, o kiekvienas etapas gali sunaikinti tai, ką žada brošiūra. Klasikinis kelias apima prekursoriaus stabilizavimą (oksidavimą) maždaug 200–300 °C temperatūroje. Po to seka karbonizacija, paprastai inertinėje atmosferoje ir maždaug 800–1500 °C diapazone, o kai siekiama aukštos, tvarkingos grafitinės struktūros, pridedamas ir apdorojimas aukštoje temperatūroje, siekiančioje 2000–3000 °C, t. y. grafitizacija. Praktikoje tai – kova dėl vienalytiškumo, pakartojamumo ir defektų, kurie vėliau išryškėja nuovargio bandymuose arba vyniojant slėginius rezervuarus, minimizavimo. Todėl teiginys „perkelta iš laboratorijos į gamybą“ turi didesnį svorį nei vien „pasiekėme 8 GPa“.
T1200 yra toks atsparus tempimui, kad iš jo pagamintas mažesnio nei 2 mm skersmens lynas turėtų pajėgti tempti autobusą su 54 suaugusiais žmonėmis. Tiesa, tokio pobūdžio bandymas nebuvo atliktas, bet konkrečių duomenų apie tokią demonstraciją taip pat nepateikta.
Kam reikalingas T1200 anglies pluoštas?
Tokia pažangi medžiaga turi savo konkrečias nišas, nes gali būti naudojama nuo greitųjų traukinių ir civilinės aviacijos iki dronų, humanoidinių robotų, medicinos ir sporto. Kuo geresnis stiprio ir masės santykis, tuo daugiau vietų, kur galima sumažinti svorį neprarandant laikomosios galios. Ypač įdomus yra aukšto slėgio vandenilio arba CNG (suslėgtų gamtinių dujų) rezervuarų aspektas, nes ten pluoštas dirba taip, kad jo pranašumai yra labiausiai „apskaičiuojami“.
Nors Kinija nėra vienintelė lenktynėse dėl vis pažangesnio anglies pluošto gamybos, dabar žinome, kad ji prisijungė prie varžybų, kuriose jau dalyvauja, be kita ko, „Mitsubishi Chemical“, „Hyson“ ar „Hexcel“.
Ar CNBM pranešimas savo ruožtu reiškia greitą kainų kritimą ir T1200 populiarumo augimą? Ne visai. Pati gamyba, siekianti apie 100 tonų per metus, greičiau rodo stabilumo kūrimo etapą, o ne rinkos užtvindymą. Šiame segmente kainos krenta tada, kai didėja proceso našumas ir mažėja broko procentas, o tai paprastai užima laiko ir reikalauja klientų, pasirengusių pereiti ilgą kvalifikacijos procesą.
