Niepalne włókno węglowe w zasięgu powłoki solnej, Niepalne włókno węglowe, włókno węglowe

Czy włókno węglowe można ulepszyć? Można. Wystarczy sól

Włókno węglowe jest jednym z tych materiałów, które zachwycają właściwościami i wszechstronnością użytku, ale wygląda na to, że jego potencjał nie sięgnął jeszcze stu procent. Wszystko rozbija się o wytrzymałość na temperatury, która teraz doczekała się opracowania prostego sposobu na niepalne włókno węglowe.

Samo w sobie włókno węglowe znalazło już zastosowanie… praktycznie wszędzie, gdzie liczy się niesamowita lekkość, sztywność i wytrzymałość. To już nie tylko materiał, który znajdziemy w śladowych ilościach w projektach z górnej półki, bo producenci są w stanie oprzeć na nim nawet całe podwozie samochodu, tworzyć z jego użyciem gitary, ramy pojazdów elektrycznych czy sprzęt medyczny.

Czytaj też: Rozwiązano największy problem sodowych akumulatorów. To szansa na tanie magazyny energii

W rzeczywistości tradycyjne włókno węglowe wcale nie znosi wysokich temperatur aż tak źle. Trudno bowiem narzekać na materiał, który zachowuje swoje właściwości w temperaturze do 800°C. Jednak jego właściwości są na tyle cudowne, że pragnienia wykorzystania włókna węglowego w środowiskach o ekstremalnie wysokich temperaturach, zainspirowały naukowców do prac nad zwiększeniem jego odporności termicznej. Niepalne włókno węglowe otworzy tym samym furtkę do stosowania go w przemyśle lotniczym, gdzie ten materiał reaguje z temperaturą i tlenem, spalając się.

najbardziej stabilny termicznie materiał, stabilny termicznie materiał

Oczywiście dokonać tego próbowano już wcześniej, ale niepalne włókno węglowe z tych procesów zawsze dręczyły zbyt wysokie koszty produkcji albo skomplikowany proces produkcji. Teraz jednak międzynarodowy zespół naukowców znalazł tanie i skalowalne rozwiązanie tego problemu w postaci powłoki ochronnej, która tworzy się samoczynnie na włóknie węglowym. Wszystko to z wykorzystaniem… soli.

Niepalne włókno węglowe z solną powłoką

Wyniki tego badania opisano w Proceedings of the Nati onal Academy of Sciences, a sam zespół naukowców, pod przewodnictwem Yongfeng Lu, swoje prace realizował w University of Nebraska–Lincoln. Wszystko sprowadza się do połączenia soli z włóknem węglowym w ramach procesu, który odbywa się w temperaturze 982°C.

Czytaj też: Te rowerowe kaski z żywicy Elium obiecują wyższe bezpieczeństwo w niższej cenie

Ten proces obejmuje tak wysoką temperaturę, bo to w niej kryształy soli roztapiają się do cieczy, z którą łączy się następnie sproszkowany tytan oraz chrom, aby finalnie zanurzyć w tej mieszance włókno węglowe i zapewnić mu powłokę ochronną z trzema odrębnymi warstwami, ze względu na różne zachowania i reakcje materiałów w mieszaninie stopionej soli.

Ponoć ten proces jest prosty i tani, a eksperymenty wykazały, że powlekane w ten sposób włókna węglowe zachowały swoją strukturę pomimo wystawienia na temperaturę 1200°C i palnik oksyacetylenowy. Stwierdzono wtedy, że potrójna powłoka, składająca się z węglika chromu i węglika tytanu, zapewnia lepszą ochronę niż pojedyncza warstwa z samej soli.

Czytaj też: Powstaje wielki magazyn energii na bazie akumulatorów żelazowo-powietrznych

Jako że ten proces jest ponoć nie tylko tani, ale też szybki i nie dręczy środowiska w aż tak dużym stopniu zanieczyszczeniami, są szanse, że nada się do zastosowań przemysłowych. Dlatego właśnie teraz naukowcy zamierzają ustalić, jak dokładnie te powlekane włókna węglowe są ognioodporne w porównaniu do tych konwencjonalnych oraz jak długo zachowują swoją strukturę i właściwości w ekstremalnych warunkach.