Карбон и углепластик разница: Что такое карбон или углепластик

Содержание

Карбоновые удилища. Вся правда о карбоне

В последнее время, как только заходит речь об удилищах, сразу же вспоминают про различные аббревиатуры, которые характеризуют карбон, из которого сделаны удилища. 1К, 2К, 3К. «Это удилище из высокотехнологичного карбона», «Высококачественный карбон, делает удилище..», «Карбон, из которого сделан бланк, отвечает самым высоким требованиям» и так далее, и так далее. А что же скрывается за всей этой маркетинговой терминологией?

Что такое карбон?

Карбон — углерод, представляющий собой полимерный композиционные материал из переплетенных нитей углеродного волокна, расположенных в матрице из полимерных смол. Отличается высоко прочностью и малой массой. Зачастую гораздо прочнее стали, но в разы легче. По удельным характеристикам превосходит многие высокопрочные стали.

Но отойдем в сторону от точных определений. Самое главное, что вы должны понимать в карбоне, что его на самом деле существует два вида: чистое углеродное волокно (оно же carbon fiber) и углепластик (полимер, усиленный углеродным волокном — carbon fiber reinforced polymer). Оба этих материала в быту называют карбоном, что, в конечном итоге, привело к тому, что понятия стали путать между собой.

Практически весь карбон, из которого делаются удилища получается из полиакрилонитрила (сокращенно ПАН) при помощи окислительного пиролиза и последующей обработки в инертном газе. Нити углерода получаются очень тонкие (ориентировочно 0,005-0,10мм в диаметре), сломать их очень просто, а вот порвать очень сложно. Из этих нитей и сплетаются ткани, из которых затем делаются бланки для удилищ.

Почему карбон так удобен для производстве удилищ?

Использование карбона позволяет достигнуть высокой прочности удилища, жесткости, при очень малом весе. Дело в том, что карбон является материалом, механические свойства которого зависят от направления волокон. Комбинируя их в различных направлениях, можно добиваться оптимальных характеристик различных изделий, будь то удилища или любое другой изделие. То есть, характеристики бланка зависят напрямую от того плетения, на которое пал выбор разработчиков удилища. Карбон позволяет добиться практически любой формы изделия, именно поэтому у инженеров куда больше возможностей и свободы в создании «идеального» удилища.

Из какого карбона лучше всего покупать удилища?

Это очень сложный вопрос. Определить на глазок что за карбон перед вами очень тяжело. Производители могут написать всякое. Единственный совет, который точно можно дать — это избегать различных дешевых «трехкопеечных» бланков непонятного производства. Остается только гадать откуда производитель берет этот материал. А самое главное, большинство рецептов карбонового волокна являются частной собственностью (запатентованными) и просто так ни одна фирма не расскажет вам состав.

Точно так же не стоит доверять различным рекламным лозунгам, что такая-то компания использует «особенный», «исключительный», «высокотехнологичный» и так далее карбон. Правда состоит в том, что две трети мирового рынка по производству карбона принадлежат трем японским фирмам — Toray (30%), Mitsubishi (18%), Toho (18%). За ними расположились такие фирмы, как венгерская Zoltek (17%), немецкая Hexcel (7%), американская Cytek (3%), на всех остальных приходится в общей сложности еще 6%.

Всего в год производится порядка 43,5 тысяч тонн карбона. Из них 41% — потребляет авиация, космическая и военные промышленности. 17% — спорт, 12% — строительство 12% — различные нужды, по 5%-6% автомобилестроение, гражданская инженерия и так далее. Не будем тонуть в цифрах.

Важно, что из всего оборота на спорт, рыбалка забирает не более 2-3%. Теперь вдумайтесь — если вы владеете инфраструктурой, позволяющей исследовать новые виды карбоновых волокон, чем вы займетесь — производством деталей для космической промышленности или для удилищ? Будете работать с 41% рынка или сосредоточитесь на двух процентах даже не от общего рынка, а от 1/5 этого рынка? Ответ очевиден, поэтому искренность заявлений производителей рыболовных аксессуаров касательно «уникального карбона» вызывает большие подозрения. Мы не беремся утверждать, правда это или нет. Мы просто даем пищу для размышлений.

Характеристики карбона

При получении карбона из поликарилонитрила, под микроскопом полученная нить будет напоминать ствол дерева. Плотный в центре, с шероховатой корой снаружи. Если продолжать очищать нить от «коры», то получится нить меньшего диаметра, но большей плотности. Соответственно на одну и ту же единицу площади поместится большее количество таких нитей, что позволит добиться не меньшей жесткости, но гораздо уменьшить вес. Производство таких тонких волокон сопряжено с большими издержками, потому что волокно получается хрупким и использовать его необходимо с большой осторожностью.

Отсюда и высокая стоимость такого карбона. Однако очень эластичный карбон является очень хрупким материалом. Поэтому инженером постоянно приходится ломать голову, чтобы найти оптимальный баланс между прочностью и эластичностью. Это достигается уже при помощи рецепта карбонового волокна, в котором комбинируют несколько слоев карбона с различными характеристиками. Каждая такая комбинация и есть главная тайна и секрет любого удилища, да и просто изделия.

Теперь стоит поговорить о самых наших любимых характеристиках — 1К, 2К, 3К, которыми часто маркируют карбон. Подобная маркировка относится к плетению углеродного волокна. Нити собирают в полоски и эти полоски переплетают друг с другом. 1К означает, что в полосе 1000 нитей, 2К — 2000 нитей, а 3К — 3000 нитей. На самом деле эта характеристика никаким образом не является признаком тех или иных свойств самого волокна. Важно не количество нитей в полосе, а то, каким образом плетутся эти полосы, и из какого состава-рецепта сделаны волокна. А это уже зависит от производителя.

Вернемся к мировому рыболовному рынку!

Здесь все сурово. Подавляющее большинство удилищ, которые сегодня продаются в магазинах изготовлены в Азии, на фабриках, каждая из которых обслуживает сразу несколько брендов. Современные бренды, причем не только в рыболовной индустрии, в большинстве своем являются самыми настоящими маркетинговыми и инженерными центрами, но не производителями.

Они заключает контракты с так называемыми Original Equipment Manufactures, если говорить по-русски, посредниками, отсылают им дизайн и желаемые характеристики, которые они хотят получить на выходе, а уже OEM несет ответственность за производство. Такие фабрики отправляют готовые удилища, на которых стоит Made in China, или же могут отправить удилище, которое будет еще доведено до ума. Во втором случае вы можете зачастую видеть заветные Made in UK, Made in Germany и так далее.

Вполне распространенная практика, когда сразу несколько компаний работает с одной и той же фабрикой. Но также и бывает масса случаев, когда один бренд работает с несколькими OEM, когда хочет производить несколько видов удилищ.

Но это вовсе не означает, что вас обманывают. Как раз нет. Ведущие бренды отдают процесс производства карбоновых удилищ в руки профессионалов, которые занимаются только плетением карбоновых волокон и изделиями из карбона. Конечно, это все стоит денег, и увеличивает цену исходного продукта. Теперь представим ситуацию, когда вы покупаете вроде бы карбоновое удилище, которое стоит ну совсем дешево.

Сразу можете убрать отсюда работы по инженерным расчетам и дизайнеров. Вам просто продают готовую, стандартную заготовку, уберите затраты на маркетинговые исследования и сертификацию производства (самый главный признак отсутствия контроля качества) и так далее.

Репутационные риски заставляют известные бренды подходит крайне ответственно к вопросу качества, тогда как никому неизвестные производители подобных рисков вообще не имеют. Ну закрыл ты эту фирму, открыл завтра новую. Вот и все дела. Вы никогда не узнаете какие конкретно материалы были использованы, какая смола, что ожидать от удилища. Если вы считаете данный риск оправданным низкой ценой, конечно, покупайте. Но разве много у нас людей осознают эти риски? Надеемся, что после прочтения данной статьи, их число хотя бы немножко увеличится.

Полное или частичное копирование без согласования с редакцией портала запрещено

Карповый телеграм-канал

1К, 2016, 2К, 3К, all, carbon, carbon fiber, ESP, Fox, Для начинающих, из чего делаются удилища, Как, карбон, Карп, Карпфишинг, ловить как Роб Хьюз, ловить лучше чем Роб Хьюз, обзор, Снаряжение, Советы

Особенности современных материалов для удилищ

Углеволокно в 4 раза превосходит по прочности стальную нить того же диаметра, имея при этом в 5 раз меньший вес.

Карбон

Он же графит или углепластик. Бланки именно из этого материала пользуются повышенным спросом среди российских рыбаков-любителей. Такой «бум» карбона легко объясним: благодаря особой кристаллической структуре углеволокно в 4 раза превосходит по прочности стальную нить того же диаметра, имея при этом в 5 раз меньший вес. Поэтому карбоновые удилища отличаются прочностью и небольшим весом. А используя сочетание карбона разной модульности*, производители добиваются нужного строя (гибкости) удилища.

Пример: специалисты итальянской компании Tubertini для изготовления основной части спиннингового удилища быстрого строя Fenixx используют высокопрочный карбон японской марки Toray с модулем упругости 30 тонн, а для более чувствительной вершинки – Toray с маркировкой 36 тонн.

К недостаткам карбоновых спиннингов можно отнести их сравнительно высокую стоимость, а также хрупкость: углеволокно имеет низкую степень вязкости, что делает бланки из него неустойчивыми к ударам. Для продления срока службы удилище из углепластика рекомендуют хранить и перевозить в жестком тубусе, не бросать и с осторожностью использовать там, где есть риск ударов о камни.

Стекловолокно

Он же стеклопластик или фибергласс. Стекловолокно значительно уступает карбону по прочности. Поэтому стенки удилищ из этого материала значительно толще, чем у карбоновых, а значит, снасть имеет больший вес, менее гибкая и чувствительная. В то же время «палки» из фибергласса менее хрупкие.

Минусом бланков из стекловолокна является их неустойчивость к ультрафиолету и отрицательным температурам. Без специальных примесей или покрытий стекловолокно быстро «стареет» при использовании на солнце, а в морозную погоду становится более хрупким.

К безусловным плюсам таких удилищ можно отнести их бюджетную стоимость. Кроме того, в некоторых видах ловли бланки из стекловолокна оказываются предпочтительнее карбоновых. Например, в троллинге, где важна устойчивость удилища к ударам о борт и перегрузкам, хрупкий углепластик рискует прийти в негодность гораздо быстрее «дубового» стекловолокна.

Композиты

Своего рода «гибридный» материал на основе сочетания разных пропорций углеволокна и стеклопластика. Такой подход позволяет добиться оптимального сочетания рабочих характеристик: композитные бланки имеют небольшой вес, хорошую «дальнобойность», достаточную чувствительность, но при этом неприхотливы в эксплуатации и не такие хрупкие, как карбоновые.

Если говорить о цене, то удилища из композитных материалов обойдутся дороже аналогов из стекловолокна, но дешевле «карбона». При этом процентное содержание «угля» в композитной смеси (от 15-20 до 70-80%) определяет не только выраженность тех или иных потребительских свойств бланка, но и его стоимость. Чем выше доля углеволокна в композите, тем дороже удилище.

_____________________________

*модульность или модуль упругости — степень устойчивость углеродного волокна к сжатию, растяжению и иным видам деформаций.

Углеродное волокно и углеродистая сталь: в чем разница

15 февраля 2023 г. 15 февраля 2023 г. | 6:21 утра

Когда речь заходит о материалах, используемых в строительстве, самыми популярными являются углеродное волокно и углеродистая сталь. Но какой из них лучше для вашего проекта? Давайте взглянем на плюсы и минусы каждого материала, чтобы вы могли принять обоснованное решение.

Углеродное волокно — это легкий материал с превосходным соотношением прочности и веса и долговечностью. Он также устойчив к коррозии и может использоваться при экстремальных температурах из-за низкого коэффициента теплового расширения. В результате он становится все более популярным в аэрокосмической промышленности, а также в других отраслях, где снижение веса имеет решающее значение. Кроме того, он более гибкий, чем сталь, что делает его идеальным выбором для деталей, требующих гибкости или амортизации.

Однако у него есть и недостатки. Он дорог по сравнению с другими материалами и требует специальных инструментов для резки и формовки из-за своей прочности и долговечности. Кроме того, детали из углеродного волокна должны быть изготовлены с высокой точностью, поскольку их нельзя сваривать или паять, как стальные детали.

Углеродистая сталь намного дешевле, чем углеродное волокно, и ее легче сваривать или паять из-за ее пластичности. Он также имеет отличное соотношение прочности и веса, поэтому вы получаете хорошую производительность без использования лишнего материала. Однако, в отличие от углеродного волокна, он не обладает большой коррозионной стойкостью или термической стабильностью, поэтому при использовании стали на открытом воздухе или при экстремальных температурах необходимо использовать защитные покрытия. Кроме того, сталь тяжелее углеродного волокна, поэтому, если для вашего проекта важна экономия веса, сталь может быть не лучшим вариантом для вас.

Разница между углеродным волокном и углеродистой сталью

Свойства

Углеродное волокно намного легче углеродистой стали, что делает его идеальным для применений, где вес является критическим фактором, например, в аэрокосмической промышленности. Углеродное волокно также намного прочнее углеродистой стали, что делает его идеальным для применений, где важна прочность, например, в автомобильной промышленности. Однако углеродное волокно дороже углеродистой стали и не так широко доступно.

Приложения

Углеродное волокно используется в различных областях, включая аэрокосмическую технику, автомобилестроение и спортивные товары. Углеродистая сталь используется в различных областях, включая строительство, производство и трубопроводы.

Преимущества

Основными преимуществами углеродного волокна по сравнению с углеродистой сталью являются его меньший вес и более высокая прочность. Основным преимуществом углеродистой стали перед углеродным волокном является более низкая стоимость.

Недостатки

Основными недостатками углеродного волокна по сравнению с углеродистой сталью являются его более высокая стоимость и низкая доступность. Основным недостатком углеродистой стали по сравнению с углеродным волокном является ее более тяжелый вес.

Заключение:

Выбор углеродного волокна или углеродистой стали для вашего проекта зависит от множества факторов, включая стоимость, желаемые рабочие характеристики и простоту изготовления. Углеродное волокно может быть более дорогим, но его превосходное соотношение прочности к весу означает, что вы можете достичь лучших характеристик без ущерба для экономии веса, в то время как углеродистая сталь может стоить дешевле, но не имеет некоторых преимуществ производительности, связанных с более прочными материалами, такими как углеродное волокно. В конечном счете, решение остается за вами, поэтому проведите исследование, прежде чем брать на себя обязательства!

Сакши Гайквад

Сакши — талантливый блоггер, уделяющий особое внимание бизнесу и металлургической промышленности. Она увлечена тем, что делится своим мнением о различных металлических изделиях и помогает профессионалам принимать лучшие решения.

Углеродное волокно или стекловолокно: что лучше?

30 июня 2021 г.

Когда дело доходит до углеродного волокна и стекловолокна, можете ли вы заметить разницу? Вопреки распространенному мнению, это не одно и то же. Вы обнаружите, что углеродное волокно и стекловолокно обладают уникальными характеристиками и обеспечивают непревзойденную производительность в конкретных приложениях. Но чтобы узнать, какой из них подходит для ваших нужд, вам нужно знать различия между ними (или, конечно, верить, что ваш производитель стекловолокна или углеродного волокна может направить вас в правильном направлении).

Хотя углеродное волокно и стекловолокно имеют некоторые схожие свойства и взаимозаменяемо используются в ряде различных промышленных и повседневных приложений, эти два материала сильно отличаются друг от друга. Например…

Прочность

Хотя любой материал значительно прочнее стали, промышленное углеродное волокно более чем на 20 % прочнее лучшего стекловолокна. Углеродное волокно может похвастаться отношением прочности к весу примерно в два раза больше, чем у стекловолокна. Чтобы узнать больше о прочности углеродного волокна, ознакомьтесь с нашим предыдущим блогом.

Жесткость

Углеродное волокно значительно менее гибкое, чем стекловолокно, и является предпочтительным материалом для применений, в которых важны жесткость и жесткость (например, механические компоненты). Модуль упругости углеродного волокна в 4 раза больше, чем у стекловолокна. Для приложений, в которых требуется гибкость или жесткость не является обязательной, предпочтительным выбором часто является стекловолокно.

Вес

По сравнению с такими металлами, как сталь и алюминий, как углеродное волокно, так и материалы из стекловолокна значительно легче по весу, учитывая присущую им прочность. В средах и приложениях, в которых необходим минимальный вес (например, аэрокосмическая промышленность или автомобильные гонки), оба материала пользуются большим спросом и используются довольно часто. Однако обычно углеродное волокно весит примерно на 15% меньше, чем композиты из стекловолокна.

Тепловое расширение

В отличие от большинства материалов, углеродное волокно имеет отрицательный коэффициент теплового расширения, что означает, что материал в чистом виде расширяется при низких температурах. Однако матрица из углеродного волокна имеет положительный коэффициент теплового расширения, и они обычно компенсируют друг друга, обеспечивая общий коэффициент теплового расширения, близкий к нейтральному. Это причудливый способ сказать, что материалы из углеродного волокна не сжимаются при низких температурах, в то время как изделия из стекловолокна могут. Так что, если экстремальная жара или холод являются фактором, и тепловое расширение вызывает беспокойство, углеродное волокно может быть лучшим вариантом.

Коррозионная стойкость

Если ваше изделие из углеродного волокна или стекловолокна будет подвергаться воздействию вредных химических веществ, кислот или абразивных сред, вы будете рады узнать, что любой из этих материалов обладает высокой устойчивостью к коррозии или химическому истиранию.