Když se řekne dráty, nejprve si vybavíme měděné dráty, hliníkové dráty, železné dráty a další kovové dráty.Všechny jsou vyrobeny z čistého kovového drátu.Důvod, proč se používají kovy, je ten, že všechny kovy mají dobrou elektrickou vodivost.Důvod, proč mají kovy dobrou elektrickou vodivost, je ten, že atomy kovů mají méně vnějších elektronů.Po jejich spojení do atomových skupin má vnější vrstva každého atomu také pouze jeden nebo dva elektrony a otáčí se kolem něj, takže vnější vrstva atomu má pouze jeden nebo dva elektrony.Ve vrstvě bude více elektronových volných míst, takže cizí elektrony mohou snadno vstoupit a pohybovat se a kov snadno vede elektřinu, takže dráty, které jsme viděli, jsou v podstatě kovové.
Kvůli dobré vodivosti kovu jsou proudové dráty v podstatě kovové.Lze dráty nahradit jinými bezkontaktními materiály?Také možné, jako uhlíková vlákna.
Mnoho přátel ví, že uhlíkové vlákno je velmi tvrdé, ale nevědí, že některá uhlíková vlákna jsou vodivá.Taková vlákna totiž mají atomovou strukturu podobnou grafitu a grafit je dobrý vodič, což je druh uhlíkového prvku.Allotropes, každý atom uhlíku v grafitu je spojen se třemi dalšími atomy uhlíku kolem něj, uspořádanými do voštinovité hexagonální struktury, ve které každý atom uhlíku vyzařuje volný elektron, takže grafit vede elektřinu.Výkon je velmi dobrý, asi 100krát vyšší než u běžných nekovových materiálů.
Nicméně i tak vodivost proudu v kompozitním drátu z uhlíkových vláken nezávisí na uhlíkových vláknech, protože vodivost uhlíkových vláken stále není tak dobrá jako vodivost kovu.Pryskyřice integruje podélně uspořádaná uhlíková vlákna do celku, díky čemuž je uhlíkové vlákno méně vodivé, takže uhlíkové vlákno zde neslouží k vedení elektřiny, ale k přenášení hmotnosti.Struktura jádrového drátu z uhlíkových vláken je podobná struktuře běžného hliníkového lanka s ocelovým jádrem.Dělí se také na vnitřní jádrový drát a povrchový hliníkový drát.Jádrový drát nese většinu mechanického namáhání samotného drátu, zatímco vnější hliníkový drát nese úlohu proudění.
Ukazuje se, že nosné dráty v drátech jsou všechny ocelové dráty, obvykle ocelová drátěná lana stočená ze 7 pramenů ocelových drátů, a vně je hliníkový drát složený z desítek pramenů hliníkových drátů, ale kompozit z uhlíkových vláken materiál drát je střední pramen kompozitního materiálu z uhlíkových vláken a vnější strana je čtyřúhelníková.Vícepramenný hliníkový drát, jak je znázorněno na obrázku níže, vlevo je hliníkový drát z ocelového drátu a vpravo je drát z kompozitního jádra z uhlíkových vláken.
Víme, že ačkoli ocel má dobrou pevnost v tahu a houževnatost, její hustota je velmi velká, takže je velmi těžká, ale hustota kompozitních materiálů z uhlíkových vláken je mnohem menší, pouze 1/4 oceli, a její hmotnost je pouze stejná. hlasitost.Tahová síla a houževnatost uhlíkových vláken jsou však lepší než u oceli, obecně alespoň dvojnásobek tažné síly oceli, takže hlavním účelem použití kompozitních materiálů z uhlíkových vláken je snížit hmotnost drátu a stejnou tloušťku uhlíkových vláken Protože tah je lepší, může také nést více hliníkového drátu, díky čemuž je drát nebo kabel silnější, aby prošel větším proudem.
Vzhledem k tomu, že kompozitní drát z uhlíkových vláken má výše uvedené vynikající vlastnosti nízké hustoty, nízké hmotnosti, velké tažné síly a vysoké houževnatosti, pokud lze tento materiál používat po dlouhou dobu, pravděpodobně nahradí ocelový drát a hliníkový drát v budoucnost.Běžně používaný drát a drát z uhlíkových vláken mají zahřívací účinek, když jsou pod napětím, takže se v některých průmyslových odvětvích také používají jako topný drát.Proto současný drát není nutně kov a nekovový drát se také bude stále častěji objevovat.
Čas odeslání: 15. září 2022