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假如有人問碳纖維有什么欲望,我想它判斷會(huì)說想拍一張彩色照片。
這當(dāng)然是一句調(diào)侃的話,不過也正說明了碳纖維的色彩太單一,只有黑色的可選。上帝給了碳纖維黑色的外觀,它卻想發(fā)明多彩的生活。所以,有人開端在碳纖維的色彩高低起了工夫。今天這篇文章簡單聊一聊碳纖維色彩那點(diǎn)事。
碳纖維為什么是黑色的最慣常的說法是,碳纖維是碳資料,碳元素原來就是黑色的,所以碳纖維就是黑色的嘛。
這里有兩個(gè)錯(cuò)誤,首先碳元素是不色彩之說的。元素是一個(gè)形象出來的,用來分類的概念,它是一類原子的總稱,并不所謂的宏觀性質(zhì)。就像咱們說動(dòng)物,咱們無奈說動(dòng)物的身高、體重這種屬性,只有具體到某種動(dòng)物或者某一個(gè)體才干利用。所以,咱們只有具體到哪種碳資料,才干說是什么色彩的。
其次,并不是所有碳資料都是黑色的。金剛石也是碳資料,晶瑩剔透、光彩醒目,跟常見的石墨、碳纖維天壤之別。甚至于常人很難把金剛石演繹為碳資料的范疇。這里面色彩的差別就隱藏在組成碳資料原子的排列結(jié)構(gòu)上。
copyright 123456 物質(zhì)表示出不同的色彩,其原理在今天已經(jīng)十分理解了,當(dāng)物質(zhì)接收了相稱可見光能量的電磁波后,就會(huì)表示出被人眼所能察覺到的色彩。所以物質(zhì)之所以存在不同的色彩,這是因?yàn)樗鼘?duì)不同的波長的可見光存在抉擇性接收的結(jié)果。而表示為黑色的碳資料,就是因?yàn)樗邮樟怂胁ㄩL可見光,所以表示為黑色。
表示為黑色的碳資料,如石墨、碳纖維、不定性碳等,之所以接收所有的色彩的可見光,重要是因?yàn)楹惺⒕н@種結(jié)構(gòu)。
在元素周期表中,C排在第6位,原子核外有6個(gè)電子,依照電子排列規(guī)矩,C原子最外層有4個(gè)自由電子,須要與其余電子組合成化合建才干達(dá)到牢固狀況。而石墨微晶結(jié)構(gòu)中,1個(gè)碳原子與四周3個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵,組成六邊形網(wǎng)格結(jié)構(gòu),這種六元網(wǎng)格結(jié)構(gòu)堆垛起來,形成石墨微晶結(jié)構(gòu)。
C原子4個(gè)自由電子中,除了形成化學(xué)鍵的3個(gè)電子,殘余1個(gè)自由電子,游離在六元網(wǎng)格上,與所有的自由電子形成一個(gè)籠罩在六元網(wǎng)格上的大π鍵,這層自由電子可能自由挪動(dòng),在加載電壓之后,可能定向挪動(dòng),使石墨結(jié)構(gòu)存在很好的導(dǎo)電性,這也是石墨、碳纖維等碳資料可能導(dǎo)電的原理。
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這層自由電子,就像一個(gè)大海綿,接收各種色彩波長可見光能量。不過單層石墨六元網(wǎng)格結(jié)構(gòu)還不足以將所有色彩波長可見光接收,多層石墨六元網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的堆垛,才干使石墨微晶結(jié)構(gòu)表示為黑色。
而金剛石資料中1個(gè)碳原子與四周4個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵,不可能自由挪動(dòng)的電子,不接收任何可見光。
碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強(qiáng)度大,硬度高,遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱?,此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國家(美國、德國、日本、韓國),對(duì)于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。光芒照射進(jìn)來被折射一圈之后,又被折射出去,所以表示為晶瑩剔透的無色。同時(shí)不自由挪動(dòng)的自由電子,就不導(dǎo)電的可能,所以,金剛石不能導(dǎo)電。
123456 上帝給了黑色的名義,它卻想發(fā)明多彩的生活。尤其是汽車改裝范疇,人們癡迷于碳纖維紋路的科技感外觀,卻又懊惱色彩太單一。有些腦筋活絡(luò)的商人,看準(zhǔn)用戶的這一須要,發(fā)明了存在碳纖維紋路的貼膜,來豐富外觀。也有的廠商琢磨如何給碳纖維增加不同的色彩。
可是碳纖維名義并不活性基團(tuán),很難用染色劑染色。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強(qiáng)度大,硬度高,遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱耍饲笆澜缟咸祭w維技術(shù)發(fā)達(dá)的國家(美國、德國、日本、韓國),對(duì)于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。碳纖維制品廠家主要是由碳元素組成的一種特種纖維,其含碳量隨種類不同而異,一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小,因此有很高的比強(qiáng)度。通常廠商將碳纖維與其余色彩纖維,如芳綸、玄武巖、玻纖等混編,來制造不同色彩的織物。甚至有很多不良廠商,將玻璃纖維染上黑色,假冒碳纖維,來欺騙不明就里的用戶。
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混編得來的色彩往往不能盡如人意,也有廠商考慮在碳纖維名義鍍一層金屬涂層,來達(dá)到轉(zhuǎn)變色彩的目標(biāo),或者在與碳纖維復(fù)合的樹脂內(nèi)加入一些著色劑來轉(zhuǎn)變外觀。蘋果公司就采取一種叫做 ;scrim ;的涂層,來給碳纖維上色。
市場的刺激在緩步進(jìn)行,技巧的發(fā)展總有個(gè)進(jìn)程,當(dāng)碳纖維供給給人更強(qiáng)、更輕的屬性后,下一步可能就是更炫。
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