Графит против углеродного волокна: В чем разница?

Проблема с путаницей в материалах

Вы путаете графит и углеродное волокно? Многие путают! Для большинства из нас эти черные материалы выглядят одинаково. Когда вы покупаете такие вещи, как теннисные ракетки, клюшки для гольфа или велосипеды, бывает трудно понять, какой из них лучше. Такая путаница может привести к тому, что вы купите не то снаряжение, которое вам нужно.

Почему это важно? Использование неправильного материала может привести к тому, что ваше спортивное снаряжение легко сломается или не будет работать так хорошо, как могло бы!

Захватывающий мир углеродных материалов

Что, если бы вы могли каждый раз выбирать идеальный материал? Подумайте, как здорово было бы точно знать, что вы покупаете! И графит, и углеродное волокно - это удивительные материалы, которым найдется достойное применение. Они помогают создавать сверхпрочные, но не тяжелые вещи.

Углеродные материалы используются во многих интересных вещах, которыми мы пользуемся:

• Быстрые велосипеды
• Клюшки для гольфа, которые бьют далеко
• Удилища, которые не ломаются
• Космические ракеты!

Понимание разницы: Графит и углеродное волокно

Давайте раз и навсегда исправим эту путаницу! В этом посте мы узнаем все о графите и углеродном волокне. Мы увидим, как они производятся, что делает их особенными и когда стоит использовать каждый из них.

Что такое графит?

Графит - это разновидность чистого углерода. Это тот же материал, что и в вашем карандаше! Графит очень древний и происходит из земли. Он образуется, когда углерод нагревается и долгое время находится под землей.

Как производят графит

Графит - это кристаллическая форма углерода. Это означает, что атомы углерода в нем выстраиваются в особый узор - как крошечные листы, уложенные друг на друга.

Эти листы могут скользить друг по другу, и вот почему:

1. Карандаши оставляют следы на бумаге
2. Графит кажется скользким
3. Хорошо подходит в качестве смазки

Применение графита

У графита много профессий:

• Он делает "свинец" в карандашах
• Помогает деталям в машинах двигаться плавно
• Он используется в аккумуляторах и в качестве электрода
• Он есть в некоторых теннисных ракетках и удочках.

Что такое углеродное волокно?

Углеродное волокно - это не просто что-то одно! Это композитный материал. Это значит, что он сделан из углеродных волокон, смешанных со смолой (своего рода клей). Волокна очень тонкие - гораздо тоньше человеческого волоса!

Как изготавливают углеродное волокно

Производство углеродного волокна - это большая работа:

1. Начните со строк из атомов углерода
2. Нагрейте их очень горячими
3. Свяжите их вместе, чтобы сформировать буксир
4. Вплетайте их в ткань
5. Смешайте со смолой (например, эпоксидной)
6. Придайте форму и затвердейте

В итоге получается материал, который:

• Очень сильный
• Очень легкий
• Жесткий
• Можно придавать различные формы

Применение углеродного волокна

Углеродное волокно используется для изготовления:

• Запчасти для гоночных автомобилей и самолетов
• Рамы велосипедов
• Рукоятки клюшек для гольфа
• Высококачественные весла для пиклбола

Графит против углеродного волокна: Основные различия

Углеродное волокно и графит в спортивном оборудовании

Рыболовные и нахлыстовые удилища

Рыболовные удилища могут быть изготовлены из обоих материалов. Графитовые удилища более гибкие и стоят дешевле. Удилища из углеродного волокна более жесткие и прочные, но стоят дороже.

"Хорошее графитовое удилище будет хорошо служить большинству рыболовов, но серьезные рыболовы часто предпочитают чувствительность высокомодульного углепластика". - Профессиональный рыболовный гид

Теннисные ракетки и ракетки

Теннисисты любят оба материала:

• Графитовые ракетки: Более гибкий, хорошо ощущается, менее дорогой
• Ракетки из углеродного волокна: Очень жесткий, большая мощность, малый вес

Шафты для гольф-клубов

Клюшки для гольфа с графитовыми шафтами помогут вам ударить по мячу дальше. Шафты из углеродного волокна обеспечивают больший контроль.

Весла для пиклбола из углеродного волокна и графита

Пиклбол - быстро развивающийся вид спорта! Материал весла имеет значение:

• Графитовые весла: Хорошо чувствуется, дешевле, больше контроля
• Весла из углеродного волокна: Больше мощности, очень легкий, более дорогой

Знаете ли вы? Лучшие игроки часто выбирают весла из углеродного волокна за их малый вес и высокую прочность.

Свойства материалов: Погружение в глубину

Прочность и вес

И графит, и углеродное волокно намного легче стали и алюминия. Но углеродное волокно побеждает в соревновании по прочности. Оно имеет более высокую прочность на разрыв и лучшее соотношение прочности и веса.

Жесткость (модуль)

Инженеры говорят о "модуле упругости", когда подразумевают, насколько жестким является то или иное изделие. Углеродное волокно может иметь различные уровни модуля упругости:

• Низкий модуль упругости: Более гибкие
• Средний модуль упругости: Хороший баланс
• Высокий модуль упругости: Очень жесткие

Графит обычно имеет более низкий модуль упругости, чем углеродное волокно.

Теплостойкость

Графит лучше переносит нагрев, чем углеродное волокно. Поэтому его используют в очень горячих вещах, например, в электродах.

Обычная путаница: Почему люди путают графит и углеродное волокно

Люди часто используют эти термины неправильно. Вот почему:

1. Они оба выглядят черными и блестящими.
2. Углеродное волокно иногда содержит графит
3. Компании используют термины, путающие друг друга
4. Оба состоят из атомов углерода

"В индустрии спортивных товаров "графит" часто используется как маркетинговый термин, когда на самом деле имеется в виду композитный углеродный материал". - Инженер по материалам

Сделайте правильный выбор: Графит или углеродное волокно?

Когда следует выбирать графит?

• Когда вам нужно что-то, способное выдержать жару
• Когда вам нужен хороший лубрикант
• Когда стоимость имеет большее значение, чем предельная прочность
• Когда вам нужна электропроводность

Когда углепластик лучше?

• Когда вам нужна максимальная прочность при минимальном весе
• Для высокопроизводительного спортивного оборудования
• Когда жесткость имеет решающее значение
• Когда внешний вид имеет значение (углеродное волокно имеет крутой рисунок)

Будущее графита и углеродного волокна

Оба материала становятся все лучше! Ученые находят новые способы их использования:

• Легкие детали самолетов
• Улучшенные аккумуляторы для электромобилей
• Более прочные строительные материалы
• Новое спортивное оборудование

Цены на углеродное волокно снижаются по мере того, как мы находим более дешевые способы его производства. Это означает, что все больше людей могут наслаждаться его преимуществами.

Тематическое исследование: Аэрокосмические приложения

The аэрокосмическая промышленность Оба материала используются по-разному:

Применение графита:

• Тепловые экраны
• Смазочные материалы для движущихся частей
• Электроды и аккумуляторы

Применение углеродного волокна:

• Детали корпуса самолета
• Крылья и хвостовая часть
• Внутренние компоненты
• Корпуса ракет

В космическом челноке оба материала использовались для изготовления различных деталей, демонстрируя, что каждый из них лучше всего справляется со своими особыми задачами.

Ключевые моменты, о которых следует помнить

• Графит природная форма углерода с кристаллической структурой
• Углеродное волокно это композит из углеродных волокон, залитых смолой.
• Графит хорошо подходит для изготовления смазочных материалов, карандашей и основного оборудования.
• Углеродное волокно обеспечивает высочайшее соотношение прочности и веса
• В спортивном оборудовании используется и то, и другое, но углеродное волокно обычно более высокого класса.
• Эти термины часто путают в маркетинге
• Углеродное волокно стоит дороже, но в большинстве случаев работает лучше

Для тех, кто интересуется композитные материалы на заказМногие производители могут создавать изделия из графита или углеродного волокна для удовлетворения конкретных потребностей.

Помните об этих различиях, когда в следующий раз будете покупать спортивное снаряжение или услышите, как кто-то рассказывает об этих удивительных карбоновых материалах!