Ero sivun ”Hiilikuitu” versioiden välillä

[katsottu versio][katsottu versio]
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
Lyöntivirhe korjattu
Usp (keskustelu | muokkaukset)
p
Rivi 1:
[[Tiedosto:Solar sail material.jpg|thumb|250px|[[NASA]]n insinööri Les Johnson pitelee käsissään [[aurinkopurje]]en materiaalina käytettävää jäykkää, ohutta hiilikuitukalvoa]]
'''Hiilikuitu''' on [[Hiili|hiilisäie]] tai hiilisäikeistä valmistettu kudos, jossa säikeen läpimitta on yleensä noin 5-8 μm. Hiilikuitu on lähes täysin hiiliatomeja. Hiiliatomit ovat sitoutuneet toisiinsa mikroskooppisen pieniksi [[Kiderakenne|kiteiksi]], jotka on ovat asettuneet säikeeksi vastakkaisesti säikeen pituussuuntaan nähden. Yksi kudos saattaa sisältää useita tuhansia säikeitä. Hiilikuitusäikeen rakenne on samankaltainen kuin hiilinanolevyn, mutta säikeen muodossa <ref name='makingcarbonfibre'>{{Verkkoviite | Osoite = http://pslc.ws/macrog/carfsyn.htm | Nimeke = Making of carbonfibre | Tekijä = The University of Southern Mississippi Department of Polymer Science| Tiedostomuoto = | Selite = | Julkaisu = | Ajankohta = | Julkaisupaikka = | Julkaisija = | Viitattu = 1.5.2013 | Kieli = }}</ref>.
 
Arkikielessä hiilikuidulla tarkoitetaan yleensä hiilikuidulla lujitettuja [[muovi|muoveja]] eli [[komposiitti|komposiitteja]], jossa [[epoksi|epoksihartsimatriisi]] lujitetaan hiilikuiduista valmistetulla matolla. [[Materiaali]] on lujaa ja kevyttä, mutta myös suhteellisen kallista.
Rivi 8:
 
== Rakenne ja ominaisuudet ==
[[Tiedosto:Cfaser haarrp.jpg|thumb|250px|Hiilikuitusäie (ohuempi) ihmisen hiuksen vieressä.]]
Hiilikuitu koostuu useista säikeistä. Yksittäinen säie on halkaisijaltaan 5-8 mikrometriä ja koostuu lähes täysin hiilestä. Aluksi kehitetyt säikeet olivat 7-8 mikrometriä halkaisijaltaan ja viime aikoina on päästy viiteen [[mikrometri]]in <ref name='impactresistance'>{{Verkkoviite | Osoite = http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/001043619190549V | Nimeke = The impact resistance of composite materials — a review | Tekijä = W.J. Cantwell, J. Morton| Tiedostomuoto = | Selite = | Julkaisu = | Ajankohta = 5.9.1991| Julkaisupaikka = | Julkaisija = | Viitattu = 1.5.2013 | Kieli = }}</ref>. Rakenteeltaan hiilikuitu muistuttaa [[grafiitti]]a. Ne koostuvat hiiliatomikerroksista, joissa atomit ovat järjestäytyneet heksagonaaliseen muotoon. Hiilikuitu ja [[grafiitti]] eroavat toisistaan näiden kerroksien tavasta kiinnittyä toisiinsa.
 
Rivi 20:
Tämän jälkeen suoritetaan uusi lämmitys, noin 700°C:een. Tällöin kehät aromatisoituvat. Tämän jälkeen lämmitetään jälleen uudelleen, noin 400-600°C:een jolloin kehät muodostava toisten kehärivien kanssa toistuvia rivejä. Tässä vaiheessa muodostuu myös typpikaasua, kun typpiatomeja vapautuu kehärivien väleistä. Lopulta kun rivejä sulautuu yhteen, jäljelle ei jää juurikaan typpeä, vaan grafiittimuodossa olevaa 93-95-prosenttista hiiltä. <ref name='makingcarbonfibre'>{{Verkkoviite | Osoite = http://pslc.ws/macrog/carfsyn.htm | Nimeke = Making of carbonfibre | Tekijä = The University of Southern Mississippi Department of Polymer Science| Tiedostomuoto = | Selite = | Julkaisu = | Ajankohta = | Julkaisupaikka = | Julkaisija = | Viitattu = 1.5.2013 | Kieli = }}</ref>
 
TälläPAN:i käyttävällä menetelmällä tuotetaan noin 90% maailman hiilikuidusta. Lopuilla 10% hiilikuiduista on raaka-aineena öljypiki tai viskoosi. <ref name='howitismade'>{{Verkkoviite | Osoite = http://www.zoltek.com/carbonfiber/how-is-it-made/ | Nimeke = Zoltek Corporation | Tekijä = | Tiedostomuoto = | Selite = | Julkaisu = | Ajankohta = | Julkaisupaikka = | Julkaisija = | Viitattu = 1.5.2013 | Kieli = }}</ref> Myös puusta erotetun selluloosan tai ligniinin käyttöä hiilikuidun valmistukseen kehitetään.<ref>{{Verkkoviite|osoite=http://www.tiedetuubi.fi/tekniikka/mahtava-idea-kevytta-ja-kestavaa-hiilikuitua-voi-tehda-puusta|nimeke=Mahtava idea: kevyttä ja kestävää hiilikuitua voi tehdä puusta {{!}} Tiedetuubi|julkaisu=www.tiedetuubi.fi|viitattu=2016-09-22}}</ref>
 
== Käyttö ==