Области применения углеродных материалов

Отличительной особенностью антифрикционных углеродных материалов является то, что, благодаря слои­стой структуре, высокой теплопроводности и удовлетворительным механиче­ским свойствам, они работоспособны в условиях трения без смазки. Химиче­ская стойкость антифрикционных углеродных материалов зависит как от стой­кости самих углеродных материалов, так и от стойкости материала пропитки.

По сравнению с графитом углеродное волокно обладает меньшей тепло­проводностью, масса детали из него меньше, и волокно не такое хрупкое. На данный момент основные по­требители углеродных волокон в России - авиакосмическая отрасль и атомная энергетика. Углеродные материалы перспективны для применения в качестве им­плантатов. Изделия из углерода отличаются высокой биохимической и механи­ческой совместимостью. Кроме того, они обладают биостимулирующим дейст­вием, способствуя регенерации тканей, окружающих имплант. Про­дукты их износа или разрушения не оказывают вредного воздействия на окру­жающие ткани, лимфатические узлы и организм в целом. Совместимость угле­родных материалов с биологической тканью обусловлена инертностью по от­ношению к ним самого углерода.

Электропроводящие свойства углеродных материалов позволяют исполь­зовать их при изготовлении тканых нагревателей, неметаллических электрона­гревательных проводов, нагревательных элементов инфракрасного диапазона, текстильных изделий с электроподогревом и т.д. На основе углеродных волок­нистых материалов УВИС выпускаются электропроводящие материалы с раз­личной текстильной структурой и величиной линейного электрического сопро­тивления.

Углеродные сорбенты на основе гидратцеллюлозного волокна используются в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения для улуч­шения качества воды; в качестве сорбентов для средств индивидуальной защи­ты органов дыхания; для обработки водно-спиртовых растворов в ликерово­дочном производстве. Высокие сорбционные свойства сорбента позволяют ис­пользовать его без регенерации в течение 3-4 лет, в отличие от срока в один год для угля БАУ. Использование сорбента в 3 раза дешевле, чем активирован­ного угля.

Также углеродные материалы на основе гидратцеллюлозного волокна ис­пользуются для изготовления объемно-пористых электродов, применяемых при электролитическом извлечении благородных, редких и цветных металлов из низкоконцентрированных растворов.

По сравнению с металлами углепластики обеспечивают снижение массы изделия в 3 - 4 раза, снижение энергоемкости изготовления деталей в 5 - 8 раз, повышение ресурса ходимости изделия в 2 - 5 раз и повышение коррозионной стойкости в 5 - 10 раз. Например, модифицированный угленаполненный поли­амид может заменить бронзу и другие сплавы цветных металлов в узлах трения транспортных машин.

В химической, нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности из углепластиков на основе полипропилена производят химически стойкий крепеж, крыльчатки погружных насосов, работающих в агрессивных средах, насосы для глубинного бурения нефтяных скважин, емкости для хранения аг­рессивных сред, емкости для хранения жидкостей под давлением, детали транспортных конвейеров; электрофильтры в сернокислотном производстве, запорную арматуру для нефте- и газопроводов.

Таким образом, объем производства углеродных материалов в стране позволяет судить об уровне ее технического развития. Ракетная техника, космонавтика, авиа­строение, ядерная энергетика, химическое машиностроение, автотранспорт, су­достроение, электроника и медицинская промышленность, производство спор­тивного инвентаря и многие другие отрасли промышленности получили свое развитие в основном благодаря использованию разнообразных углеродных ма­териалов.

Источники:

1. Комарова Т. В. Углеродные материалы: учебное пособие / Т. В. Комарова, С. В. Вержичинская.

2. Химия природных энергоносителей и углеродных материалов: учебное пособие / Т. В. Бухаркина [и др.]. - М.: Техника, ТУМА ГРУПП, 2009. - 203 с

3. Вержичинская С.В., Дигуров Н.Г, Синицын С.А. Химия и технология нефти и газа. М.: Форум, 2007 г, с. 400

4. 4.Русиновская Н.Н. Сырьевые материалы для производства углеграфитовых изделий. М.: МХТИ, 1985, с.48

5. https://www.ngpedia.ru/id244747p1.html

6. https://www.metalspace.ru/education-career/osnovy-metallurgii/domennaya-pech/397-trebovaniya-pred-yavlyaemye-k-kachestvu-shikhtovykh-materialov.html

7. https://chem21.info/article/37358

8. https://www.findpatent.ru

9. https://www.ngpedia.ru

10. https://www.himi.oglib.ru/bgl/1463/144.html

11. https://www.modificator.ru/articles/carbon_mar.html

12. https://studopedia.org/11-65080.html

13. htpp: /www.metalspace.ru

Иллюстрации предоставлены сервисом «Яндекс. Картинки».