1. Süsinikkiu põhiomadused
Süsinikkiud on uut tüüpi kiudmaterjal, millel on kõrge tugevus ja kõrge moodulkiud, mille süsinikusisaldus on üle 90%.
- Süsinikkiul on palju suurepäraseid omadusi, nagu kõrge tugevus, madal tihedus, kõrge temperatuurikindlus, korrosioonikindlus jne. Seda kasutatakse laialdaselt paljudes valdkondades, nagu lennundus, autotootmine, spordivarustus jne. Lennunduse valdkonnas tänu oma kergele kaalule ja suurele tugevusele võib see vähendada lennukite kaalu ja parandada kütusesäästlikkust. Spordivarustuses, nagu tippklassi jalgrattad ja golfikepid, võib süsinikkiu kasutamine jõudlust parandada.
2. Süsinikkiu struktuuriomadused ja sulamistemperatuur
- Süsinikkiu struktuur koosneb peamiselt süsiniku elementidest grafiidi mikrokristallide kujul. See struktuur muudab süsinikkiu väga stabiilseks. Keemiliste sidemete vaatenurgast on süsinik-süsinik sidemed (CC sidemed) süsinikkiust väga tugevad.
- Süsinikkiu sulamistemperatuur on väga kõrge. Normaalrõhul süsinikkiud peaaegu ei sula. Seda seetõttu, et selle sisemise tugeva süsinik-süsinik sideme struktuuri hävitamiseks kulub äärmiselt palju energiat. Üldiselt, kui temperatuur tõuseb teatud tasemeni, läbib süsinikkiud hapniku juuresolekul oksüdatsioonireaktsiooni, mitte sulab nagu tavalised metallid või mõned madala sulamistemperatuuriga materjalid. Näiteks õhusõiduki mootorit ümbritsevas kõrge temperatuuriga keskkonnas ei sula süsinikkiud, vaid säilitab oma struktuurilise stabiilsuse ja täidab oma rolli tugevdava materjalina.
3. Süsinikkiu toimivus kõrgetel temperatuuridel
- Kõrge temperatuuriga keskkonnas on süsinikkiul mõned erilised omadused. Lisaks ülalmainitud sulamisraskustele suudab see säilitada ka teatud tugevuse. See võimaldab seda kasutada kõrge temperatuuriga tööstuskeskkonnas või kosmosetööstuse kõrge temperatuuriga osade läheduses. Temperatuuri tõustes aga süsinikkiu tugevus järk-järgult väheneb.
- Kui temperatuur tõuseb teatud tasemeni (tavaliselt umbes 2000-3000 kraadi, eriväärtus varieerub sõltuvalt süsinikkiu tüübist ja tootmisprotsessist), toimuvad süsinikkius struktuurimuutused, näiteks suureneb grafitiseerumisastet, kuid see siiski ei sula. See eriline jõudlus kõrgetel temperatuuridel muudab süsinikkiu asendamatuks valdkondades, kus on vaja kõrgele temperatuurile vastupidavaid materjale.
