Blank-urile din grafituri de top cum sunt GLX-ul si IMX-ul sunt construite 100% din grafit, in sensul ca si scrim-ul care intra in compozitia blank-ului este tot din grafit. Lansetele ieftine au toate scrim-uri din fibra de sticla, care reprezinta alternativa cea mai ieftina pentru a face dintr-un blank high-modulus si unul high-strain in acelasi timp; insa acest compromis are repercursiuni directe asupra greutatii blank-ului si deci asupra sensibilitatii acestuia.

Cum se impart fibrele de grafit in functie de modulul tensil?

Conform proprietatilor fibrelor, acestea pot fi grupate dupa cum urmeaza:

- grafit ultra-high-modulus, tip UHM, cu un modul de peste 65 milioane p.s.i.

- grafit high-modulus, tip HM, cu un modul intre 50 si 65 milioane p.s.i.

- grafit intermediate-modulus, tip IM, cu un modul intre 29 si 50 milioane p.s.i.

- grafit low-modulus si high-tensile, tip HT, cu un modul sub 29 milioane p.s.i. si o rezistenta tensila de peste 3.0 Gpa

- grafit superhigh-tensile, tip SHT, cu o rezistenta tensila de peste 4.5 Gpa.

Dupa tratamentul termic final, fibrele de carbon / grafit sunt clasificate astfel:

- tipul I, fibre supuse unui high-heat-treatment (HTT), unde tratamentul termic final se face la temperaturi de peste 2000⁰ C pentru a rezulta fibre high-modulus

- tipul II, fibre intermediate-heat-treatment (IHT), unde tratamentul termic final se situeaza in jurul a 1500⁰ C iar fibrele rezultate sunt de tipul high-strength

- tipul III, low-heat-treatment, sub 1000⁰ C - low-modulus si low strength.

Si ajungem, in sfarsit, la contradictia dintre "lanseta din carbon" si "lanseta de grafit". Mai exact, la diferenta dintre carbon si grafit, pe care o sa incercam s-o explicam cat mai amanuntit.

Fibrele de carbon sunt acele fibre care contin cel putin 90% carbon pur obtinut prin piroliza controlata a fibrelor respective.

Termenul "fibre de grafit" este folosit pentru a caracteriza acele fibre care contin peste 99% carbon pur.

O mare varietate de fibre denumite "precursori" sunt folosite in faza initiala, pentru a obtine fibre de carbon sau grafit cu diferite caracteristici. Cei mai folositi "precursori" sunt polimeri precum poliacrilonitrilul (PAN), fibrele celulozice (viscoza rayon, bumbac), petroleum-ul si anumite fibre fenolice.

Fibrele de carbon sunt produse prin piroliza controlata a precursorilor organici in forma fibroasa. De fapt, este vorba despre un tratament termic aplicat precursorului care inlatura oxigenul, nitrogenul si hidrogenul din lanturile atomice, pentru a forma in final fibra de carbon.

Si acum, sa facem lumina, o data pentru totdeauna, in confuzia dintre "fibrele de carbon" si "fibrele de grafit".

Fibrele de carbon sunt acele fibre produse in urma pirolizei fibrelor precursoare organice (rayon, PAN, pitch) intr-o atmosfera inerta.

Termenul de "carbon" este uneori confundat cu cel de "grafit", insa fibrele de carbon si fibrele de grafit difera prin:

1) temperatura la care fibrele sunt obtinute si tratate termic

2) prin cantitatea de carbon (concentratia / densitatea) obtinuta.

Cele doua tipuri de fibre sunt, deci, obtinute prin procedee diferite, dupa cum ne-o arata si denumirea lor:

- fibrele de carbon sunt obtinute prin carbonizare la temperaturi medii si au un continut de carbon intre 93 si 95%

- fibrele de grafit sunt obtinute prin procedeul denumit grafitizare la temperaturi inalte si contin mai mult de 99% carbon elementar, deci o densitate mult mai mare de carbon si o structura cristalina mult mai ordonata.

Grafitizarea inseamna: procesul de piroliza intr-o atmosfera inerta la temperaturi de peste 1925⁰ C, de obicei cam pe la 2480⁰ C, iar uneori chiar la temperaturi de 9750⁰ C, transformand astfel carbonul in forma sa cristalina alotropica - cea a grafitului. Temperaturile variaza in functie de fibra precursoare si de proprietatile care se doresc a se obtine in cazul noii fibre.

Carbonizarea se traduce prin acelasi procedeu de piroliza la temperaturi intre 800 si 1600⁰ C, in majoritatea cazurilor la temperaturi de 1315⁰ C.

Transformare carbonului amorf in grafit

Deci, grafitul este o forma mult mai ordonata a carbonului - forma sa cristalina alotropica. Carbonul este amorf, in sensul ca nu respecta o anumita ordine in structura atomica; pot exista mici regiuni de atomi legati ordonat insa pe ansamblu exista o "dezordine" generala. In timp ce grafitul reprezinta cea mai ordonata forma a carbonului, diamantul este cea mai densa forma a acestuia.

Datorita rezonantei legaturilor simple si duble, grafitul este o forma mult mai stabila a carbonului. Cum se explica efectul tratamentului termic asupra carbonului, determinand astfel procesul de reorientare a legaturilor atomice? Datorita actiunii fizice a temperaturii. In primul rand, temperatura reprezinta masura energiei kinetice normale intr-un sistem. Deci, cand fibrele de carbon sunt supuse unor temperaturi inalte, in cele din urma vom avea destula energie pentru a rupe legaturile din fibrele de carbon, dandu-le voie acestora sa formeze noi legaturi, sa se reorganizeze sub forma mult mai stabila denumita grafit.

Si acum, sa vedem procesele tehnologice prin care trece grafitul grafitul pentru a deveni blank finit.

Pag:

ABC in pescuit