탄소 소재의 강도는 어떤 특징이 있나요?

소개

탄소 소재는 고강도, 고경도 등 우수한 특성을 가진 소재의 일종입니다. 최근 몇 년 동안 탄소 소재, 특히 그래핀이 급속도로 발전하고 있습니다.

탄소 소재의 강도는 주로 구조적 결함, 즉 자유 사슬의 흑연 레이어. 탄소 소재의 힘은 주로 흑연 층의 자유 사슬이라는 구조적 결함 때문입니다.

흑연 층의 적층, 그래핀 시트의 접힘 및 뒤틀림, 탄소 구조의 빈 공간 및 격자 결함 등 많은 구조적 결함이 존재합니다.

이러한 구조적 결함은 일반적으로 형성 또는 사용 중 온도 변화와 관련이 있습니다. 형성 또는 사용(예: 용접)하는 온도와 압력 조건이 높을수록 시간이 지남에 따라 미세 구조에 격자 결함이 더 많이 나타납니다. 또한 이러한 현상으로 인해 일부 재료 특성이 약간 변경될 수도 있습니다.

이러한 구조적 결함으로 인해 탄소 소재의 안정성이 저하되어 강도가 떨어집니다.

탄소 소재는 단단하고 가벼운데 왜 그럴까요? 답은 탄소 소재는 강도가 높기 때문입니다.

탄소 소재 는 다양한 모양과 크기로 제작할 수 있어 무게 대비 강도가 뛰어납니다.

높은 강도의 탄소 섬유 는 항공 우주 차량, 풍력 터빈, 스포츠 장비(테니스 라켓 등)와 같은 분야에 이상적입니다. 탄소 섬유는 가벼울 뿐만 아니라 열과 전기를 전달하는 데도 탁월합니다. 따라서 자동차나 컴퓨터의 전기 모터와 같은 전자 부품에 사용하기에 이상적입니다. 그 이유는 소비자들이 이동 중에 사용할 때 많은 에너지를 빠르게 전달해야 하기 때문입니다!

탄소 소재의 강도는 주로 내부 구조적 결함에서 비롯됩니다.

탄소 원자는 쉽게 끊어질 수 있는 공유 결합(전자 공유)으로 서로 결합되어 있습니다. 더 많은 결합이 끊어질수록 소재는 약해집니다. 그러나 직물에 격자 불완전성이 충분하다면 두 개 이상의 층이 만나 서로를 잡아주는 곳이 있기 때문에 금방 손상되지 않습니다. 탄소 소재는 불규칙한 원자 구조로 강하지만 다이아몬드처럼 완벽한 구형은 아닙니다!

결론

탄소 섬유는 인류의 삶에서 중요한 소재입니다. 항공 우주 차량, 군사 장비, 스포츠 장비 등 다양한 용도로 사용됩니다. 앞으로도 탄소 섬유는 계속 발전할 것이며 점점 더 많은 산업에서 탄소 섬유를 사용할 것입니다.