Карбон это что
Передовые технологии на сегодняшний день регулярно вносят в нашу жизнь множество различных новинок, способных значительно упростить ее или же повысить ее качество. В особенности это касается создания новейших разработок химической промышленности, продукты которой находят свое применение практически в каждой отрасли человеческой деятельности. Одним из таких ноу-хау сейчас является материал карбон. О нем мы и поговорим максимально подробно в статье.
Определение
Карбон - это по своей сути углепластик, то есть композиционный, имеющий иного слоев материал. Проще говоря, углеродные волокна в виде полотна, оболочка которого, в свою очередь, выполнена из термореактивных, полимерных смол. Собственно, карбон - это сегодня почти все композитные материалы, несущая основа которых представлена в форме волокон углерода. Однако при этом связующими элементами могут быть разные вспомогательные составляющие.
Стоимость
Карбон- это очень дорогостоящий конечный продукт, стоимость которого определена внушительной долей ручного труда и сложным в целом техническим процессом. Чтобы понять, насколько дорог карбон, сравним его себестоимость со сталью. Так, если один килограмм стали обойдется производителю примерно в 1 доллар, то такой же вес карбона в 20 раз дороже. Снизить же себестоимость углепластика можно лишь путем внедрения полной автоматизации процесса его создания.
Сфера применения
Изначально карбон - это материал, который создавался для космических аппаратов и автомобилестроения. Однако со временем благодаря своим уникальным эксплуатационным показателям (малый удельный вес, высокая прочность) он нашел применение и в других сферах таких, как:
- Самолетостроение.
- Изготовление разнообразного спортивного инвентаря, удочек для рыбной ловли, шлемов.
- Производство медицинской техники и прочее.
Особые свойства
Изучая, что такое карбон отметим его основные позитивные качества. Изделия из этого материала можно формовать практически в любой конфигурации. А все потому, что углеродное полотно обладает очень высокой гибкостью, обеспечивающей, в свою очередь, оптимальный раскрой и резку. При этом следует обязательно пропитать готовый продукт эпоксидной смолой. Полученные таким образом изделия можно без проблем шлифовать, полировать, красить и даже наносить на них флексопечать.
Отличительные особенности
Продолжая рассматривать, что такое карбон (karbon) укажем его уникальные характеристики. Для всех видов этого углепластика общим является применение армирующего элемента - углеродных волокон, толщина которых находится в пределах 0,005-0,01 миллиметра, прекрасно работающих на растяжение, но не переносящие изгиб и кручение. Именно поэтому карбон- это материал, который эксплуатируют в виде полотна.Для дополнительного армирования очень часто используют каучук, который и придает углепластику серый оттенок.В целом же, карбон характеризуется износостойкостью, прочностью, жесткостью и малым удельным весом. Плотность его составляет от 1450 кг/м куб. до 2000 кг/м куб.
Тонкости технологии изготовления
Волокна из нитей углерода получают на воздухе в процессе термической обработки. То есть происходит окисление органических или полимерных нитей на протяжении суток при температуре 250 градусов Цельсия. Затем проводится карбонизация - нагревание полученных волокон в среде инертного газа в температурном диапазоне 800-1500 градусов для подготовки молекулярной структуры к оптимальной. Далее следует графитизация в этой же среде, но уже при температуре до 3000 градусов. Данный процесс может повториться несколько раз для повышения концентрации углерода до 99%.
Форма выпуска
Волокна карбона могут быть как короткими, резаными, так и в виде непрерывных нитей на бобинах. Но, как уже было сказано выше, карбон обладает плохой устойчивостью к изгибу, то углеродное волокно зачастую формируют в полотно,называемое Carbon Fabric. Причем получается оно в виде разнообразных плетений: елочка, рогожка и прочее. Бывает, что волокна просто перехватывают до заливки смолой довольно крупными стежками.Несущей основой чаще всего являются эпоксидные смолы, в которых послойно укладываются волокна карбона. Лист толщиной 1 миллиметр содержит в основном три-четыре таких слоя.
Достоинства
Карбон обладает целым спектром неоспоримых преимуществ, среди которых следует указать:
- Малый удельный вес. Даже алюминий тяжелее описываемого материала на 20%.
- Карбон, сочетающий в себе углерод и кевлар, лишь чуть-чуть тяжелее аналога с резиной, однако гораздо прочнее, а под воздействием ударной нагрузки лишь крошится, но не разлетается на мелкие частицы.
- Устойчив к высоким температурам. Карбон выдерживает до 2000 градусов Цельсия.- имеет хорошую теплоемкость и отлично гасит вибрацию.
- Устойчив к явлению коррозии.
- Имеет высокий предел упругости и предел прочности на разрыв.
- Обладает эстетичным внешним видом и декоративностью.
Недостатки
Вместе с тем карбон по сравнению с металлическими изделиями отличается таким негативными качествами:
- Высокой чувствительностью к точечным резким ударам.
- Сложностью реставрации при возникновении сколов, сломов и различных царапин.
- Выгоранием и выцветанием под воздействием ярких солнечных лучей. Именно поэтому все вещи из карбона специально покрывают лаком или же эмалью.
- Достаточно длительным производством изделий, требующим значительных затрат времени.
- Проблемами с утилизацией и повторным использованием. В зонах непосредственного контакта с металлом начинается его коррозия, поэтому в данных точках закрепляют специальные вставки из стекловолокна.
Мнение пользователей
В заключение отметим отзывы людей об описываемом в статье продукте промышленности. Итак, что такое карбон? Материал этот, как утверждают многие пользователи, очень хорош благодаря своей прочности, но при этом легкости. В особенности это оценили рыбаки, которые уже давно пользуются удочками, в основе многих из которых лежит именно карбон. Само собой, помимо этого, такие удочки еще хороши и тем, что они обладают большой долговечностью, ведь они еще характеризуются и повышенной износостойкостью.
Что такое углерод? (с изображениями)
Углерод - это природный неметаллический элемент, который является основой большинства живых организмов. Это четвертый самый распространенный элемент во вселенной, и он играет решающую роль в здоровье и стабильности планеты через углеродный цикл. Этот цикл чрезвычайно сложен, и он иллюстрирует взаимосвязь между организмами на Земле. Большинство потребителей знакомы с элементом, а также с многочисленными формами, в которых он появляется.
Кусок углерода.Атомный номер этого элемента шесть, и он обозначается символом «С» в периодической таблице. Структура молекул углерода такова, что молекулы легко связываются с широким спектром других элементов, образуя тысячи соединений. Молекулы также связаны друг с другом по-разному, создавая такие формы углерода, как алмазы, самое твердое вещество на Земле и графит, один из самых мягких материалов на планете. Его изменчивая индивидуальность, в зависимости от того, с чем она связана и как, делает ее очень уникальным элементом.
Древесный уголь, одна из форм углерода.Все живые организмы содержат углерод, и по мере того, как они разлагаются или изменяются, они будут продолжать содержать этот элемент. Например, уголь, известняк и нефть - все это окаменелые формы живых организмов, содержащие большое количество углерода.Растения и животные, которые погибли миллионы лет назад, медленно сжимались в эти вещества, и их цельный углерод сохранялся. Эти остатки используются во всем - от реактивного топлива до детских кукол.
Хотите автоматически сэкономить время и деньги месяца? Пройдите 2-минутный тест, чтобы узнать, как начать экономить до 257 долларов в месяц.
Атомный номер углерода равен 6, и он обозначается символом C в периодической таблице.Сам углерод, наряду со многими его формами, относительно нереакционноспособен. Когда он объединяется с некоторыми другими элементами, такими как водород, он становится более реакционноспособным, и эта реакционная способность используется в интересах промышленности. В случае углеводородов соединение используется в качестве источника энергии. Огромная универсальность этого элемента делает его очень полезным в ряде отраслей. Углерод сжигается для создания топлива, используется для фильтрации различных веществ и в сочетании с железом для производства стали.Он также используется в качестве основы для рисования карандашами и углями, для создания синтетических материалов, таких как пластик, и, в виде изотопа, в качестве инструмента датирования для археологов.
Сам по себе углерод не очень опасен, поскольку он нетоксичен и не реагирует. Однако некоторые формы могут быть вредными для некоторых организмов, например, окись углерода.Элемент может также появиться в сочетании с более опасными элементами, или он может генерировать вредную пыль в случае угля и алмазов. Индивидуальные меры предосторожности в отношении различных форм углерода широко варьируются, и рекомендуется обратиться к паспорту безопасности материала (MSDS), если вас беспокоит конкретное вещество.
Алмазы - это аллотроп углерода.,Почему углерод важен? | НАСА Климат Кидс
Краткий ответ:
Углерод находится в углекислом газе, который является парниковым газом, который улавливает тепло вблизи Земли. Это помогает Земле удерживать энергию, которую она получает от Солнца, поэтому она не уходит обратно в космос. Если бы не углекислый газ, океан Земли был бы замерзшим.
Почему их называют ископаемым топливом?
Их называют ископаемым топливом , потому что топливо в вашем бензобаке происходит из химических остатков доисторических растений и животных!
Все живые существа на Земле содержат углерод.Даже вы содержите углерод. Многое из этого. Если вы весите 100 фунтов, то 18 фунтов из вас - это чистый углерод! И растения почти вдвое меньше углерода!
Вы на 18 процентов углерода. Растения содержат 45 процентов углерода.
С таким большим количеством углерода, почему не все черное и сажное? Как собаки могут быть белыми, а деревья зелеными? Потому что углерод, элемент, легко комбинируется с другими элементами, образуя новые материалы. Новое вещество, называемое соединениями, сильно отличается от чистого углерода.
Атом - самая крошечная возможная частица любого элемента, такого как углерод или кислород. Атом углерода легко соединяется с двумя атомами кислорода, образуя составную двуокись углерода.
«C» обозначает углерод, «O» обозначает кислород, поэтому двуокись углерода часто называют «CO-2», а «CO 2 ». CO 2 - это газ. Он невидим. CO 2 действительно важно.
Читайте дальше, чтобы узнать, как углерод попадает в живые организмы.
Как углерод попадает в живые организмы?
Углекислый газ, вода и кислород.
Заводы берут в CO 2 . Они сохраняют углерод и отдают кислород. Животные вдыхают кислород и выделяют углекислый газ.
Растения и животные зависят друг от друга. Это работает хорошо. Сотни миллионов лет растения и животные жили и умирали. Их останки погребены глубоко под земной поверхностью.Таким образом, в течение сотен миллионов лет этот материал сжимался и готовился под большим давлением и жарой.
В течение сотен миллионов лет мертвые растения и животные были погребены под водой и грязью. Жара и давление превратили мертвые растения и животных в нефть, уголь и природный газ.
Так что же происходит со всеми этими мертвыми растениями и животными? Это превращается в то, что мы называем ископаемым топливом: нефть, уголь и природный газ. Это то, что мы сейчас используем, чтобы оживить наш мир.Мы сжигаем эти богатые углеродом материалы в автомобилях, грузовиках, самолетах, поездах, электростанциях, обогревателях, скоростных катерах, барбекю и многих других вещах, которые требуют энергии.
Как углерод выходит из живых существ?
Когда горючие ископаемые горят, мы в основном получаем три вещи: тепло, вода и CO 2 . Мы также получаем некоторые твердые формы углерода, такие как сажа и жир.
Так вот куда уходит весь старый углерод. Весь этот углерод, хранящийся во всех этих растениях и животных в течение сотен миллионов лет, возвращается в атмосферу всего за одну или две сотни лет.
Знаете ли вы, что сжигание 6,3 фунтов бензина дает 20 фунтов углекислого газа? Хотите знать как?
Является ли углерод в воздухе хорошим, плохим или просто уродливым?
Теплица задерживает энергию Солнца внутри и сохраняет растения в тепле.
Вот большая, важная вещь о CO 2 : это парниковый газ. Это означает, что CO 2 в атмосфере работает для улавливания тепла вблизи Земли.Это помогает Земле удерживать часть энергии, которую она получает от Солнца, поэтому энергия не все вытекает обратно в космос.
Если бы не этот парниковый эффект, океаны Земли были бы замерзшими. Земля не была бы прекрасной сине-зеленой планетой жизни, которой она является.
Если бы не парниковый эффект, Земля была бы ледяным шаром.
Итак, CO 2 и другие парниковые газы хороши - до определенного момента.Но CO 2 настолько хорошо удерживает тепло от Солнца, что даже небольшое увеличение CO 2 в атмосфере может сделать Землю еще теплее.
На протяжении всей истории Земли, всякий раз, когда количество СО 2 в атмосфере повышалось, температура Земли также повышалась. А когда температура повышается, CO 2 в атмосфере поднимается еще больше.
Этот график показывает, как температура и диоксид углерода вместе росли и уменьшались за последние 400 000 лет. Ссылка: http://www.epa.gov/climatechange/science/pastcc_fig1.html.
Исследовательские спутники НАСА изучают, сколько углеродных растений вывозится из атмосферы и как углерод перемещается по планете.
Посмотрите Climate Time Machine , чтобы увидеть, как CO 2 и температура изменились вместе на протяжении истории.
,Что такое углерод?
Что такое углерод? Происхождение / Значение названия. Carbon
Название происходит от латинского слова «Carbo», означающего «уголь». Французский химик Антуан-Лоран де Лавуазье написал книгу, в которой излагается метод обозначения химических веществ. Название, которое он использовал для элемента, было карбоном, основанным на более раннем латинском термине для древесного угля, карбо.
Что такое углерод? Группа периодической таблицы и классификация углеродного элемента
Элементы могут быть классифицированы на основе их физических состояний (состояний материи) e.грамм. газ, твердый или жидкий. Этот элемент является твердым. Углерод классифицируется как элемент в разделе «неметаллы», который может быть расположен в группах 14, 15 и 16 Периодической таблицы. Неметаллические элементы существуют при комнатной температуре в двух из трех состояний вещества: газы (кислород, водород и азот) и твердые вещества (углерод, фосфор, сера и селен). За дополнительными фактами и информацией обращайтесь к Carbon Properties.
Что такое углерод? Факты об открытии и История углеродного элемента
Углерод был открыт и был известен как сажа и древесный уголь в древние времена.Французский физик Рен Антуан Ферхо Реомюр (1683-1757) исследовал различия между железом и сталью, правильно показывая, что количество углерода больше всего в чугуне, меньше в стали и меньше всего в кованом железе. Его книга на эту тему и его вера в то, что углерод может быть элементом, были опубликованы в 1722 году.
Рен Антуан Ферхо Реомюр (1683-1757)
В 1787 году Антуан-Лоран де Лавуазье и три другие французские химики написали книгу, в которой описан метод наименования химических веществ.Название, которое они использовали для этого элемента, было карбоном, основанное на более раннем латинском термине для древесного угля, карбо.
Антуан-Лоран де Лавуазье
Что такое углерод? Появление элемента углерода
Углерод встречается в природе в несвязанном состоянии в нескольких формах. Алмаз представляет собой практически чистый углерод, в то время как графит и уголь в основном являются углеродом, но содержат небольшое количество других веществ. Его природные соединения чрезвычайно многочисленны и встречаются в виде газов, жидкостей и твердых веществ.Углекислый газ является его наиболее известным газообразным соединением. Природный газ и нефть в основном представляют собой соединения углерода с водородом. Карбонаты, особенно карбонат кальция, составляют большие слои горных пород и встречаются практически в каждой местности. Все живые организмы, как растительные, так и животные, содержат большой процент этого элемента, и число его соединений, составляющих все огромное разнообразие живой природы, практически безгранично. Было подготовлено более ста тысяч определенных соединений, содержащих углерод.В свободном состоянии углерод встречается в трех аллотропных формах, две из которых являются кристаллическими, а одна аморфной.
Углеродистые соединения составляют основу всей жизни на Земле.
Свободно существует в виде графита и алмаза.
Получается при сжигании с недостаточным содержанием кислорода.
Составляющая угля, известняка и нефти.
. Вселенная 0.5%
% на Солнце 0.3%
% на Метеоритах 1.5%
% на Земной коре 0.18%
% в океанах 0,0028%
% в людях 23%
Медицинское использование углерода - Здоровье и лечение
Интересная информация содержится в следующей таблице Медицинского использования углерода, Здоровье и лечение.
| Использование углерода в медицинских целях - здравоохранение и лечение | ||||||||||||||
| Медицинские расстройства | Медицинские симптомы | Использование углерода и медицинских услуг Респираторный ацидоз | Нарушение функции легких. | учащенное сердцебиение, судороги, кома, остановка дыхания Углекислый газ, используемый в некоторых насосных оксигенаторах для поддержания напряжения углекислого газа в крови | Повреждения сухожилий и связок | Различные симптомы в зависимости от вида травмы | Используется углеродное волокно в различных формах, таких как имплантаты мягких тканей | Исследования канцерогенности. Углеродная сажа была включена в список Международного агентства по исследованию рака | Медицинские расстройства | Медицинские симптомы | Использование углерода и лечение | | ||
Полезный справочник, содержащий информацию о медицинском использовании углерода, связанных с ним проблемах и расстройствах здоровья и методах лечения с использованием углерода.
Попутное использование углерода
Ископаемое топливо - газообразный метан
Алмазы
Сырая нефть (нефть)
Датирование радиоуглерода. Датирование углерода (с использованием углерода 14) зарегистрировано в 1958 году.
Детекторы дыма
Углерод из графита, используемый в качестве угля для приготовления пищи и творчества скоро устаревший
Углеродный след использовался к 2001 году
