Коли мова йде про дроти, ми в першу чергу думаємо про мідні дроти, алюмінієві дроти, залізні дроти та інші металеві дроти.Всі вони виготовлені з чистого металевого дроту.Причина використання металів полягає в тому, що всі метали мають хорошу електропровідність.Причина, чому метали мають хорошу електропровідність, полягає в тому, що атоми металу мають менше зовнішніх електронів.Після того, як вони об’єднані в атомні групи, зовнішній шар кожного атома також має лише один або два електрони і обертається навколо нього, так що зовнішній шар атома має лише один або два електрони.У шарі буде більше електронних вакансій, тому сторонні електрони можуть легко проникати та рухатися, а метал легко проводить електрику, тому дроти, які ми бачили, в основному металеві.
Завдяки хорошій провідності металу, струмові дроти в основному металеві.Чи можна замінити дроти на інші безконтактні матеріали?Також можливо, як вуглецеве волокно.
Багато друзів знають, що вуглецеве волокно дуже міцне, але вони не знають, що деякі вуглецеві волокна проводять.Це тому, що такі волокна мають атомну структуру, подібну до графіту, а графіт є хорошим провідником, який є свого роду вуглецевим елементом.Алотропи, кожен атом вуглецю в графіті з’єднаний з трьома іншими атомами вуглецю навколо нього, розташованими у вигляді стільників у вигляді шестикутної структури, в якій кожен атом вуглецю випускає вільний електрон, тому графіт проводить електрику.Продуктивність дуже хороша, приблизно в 100 разів вище, ніж у звичайних неметалевих матеріалів.
Однак, незважаючи на це, провідність струму в композитному дроті з вуглецевого волокна не залежить від вуглецевого волокна, оскільки провідність вуглецевого волокна все ще не така хороша, як провідність металу.Смола об’єднує поздовжньо розташовані нитки вуглецевого волокна в єдине ціле, що робить вуглецеве волокно менш провідним, тому вуглецеве волокно тут використовується не для проведення електрики, а для перенесення ваги.Структура дроту з композитного сердечника з вуглецевого волокна схожа на структуру звичайного багатожильного алюмінієвого дроту зі сталевим сердечником.Він також поділяється на дріт з внутрішнім сердечником і алюмінієвий дріт з поверхнею.Основний дріт несе більшу частину механічних навантажень самого дроту, тоді як зовнішній алюмінієвий дріт несе завдання струму.
Виявляється, що несучі дроти в дротах — це всі сталеві дроти, як правило, сталеві дротяні троси, скручені з 7 ниток сталевих дротів, а зовнішня сторона — це алюмінієвий дріт, що складається з десятків ниток алюмінієвих дротів, але композит з вуглецевого волокна матеріал дроту - це середня нитка композитного матеріалу з вуглецевого волокна, а зовнішня частина - чотирикутна.Багатожильний алюмінієвий дріт, як показано на малюнку нижче, ліворуч — алюмінієвий дріт зі сталевого дроту, а праворуч — композитний сердечник з вуглецевого волокна.
Ми знаємо, що хоча сталь має гарну міцність на розрив і в’язкість, її щільність дуже велика, тому вона дуже важка, але щільність композитних матеріалів з вуглецевого волокна набагато менша, лише 1/4 сталі, і їх вага однакова обсяг.Однак сила розтягування та міцність вуглецевого волокна кращі, ніж у сталі, як правило, принаймні вдвічі перевищують силу розтягування сталі, тому основною метою використання композитних матеріалів з вуглецевого волокна є зменшення ваги дроту та однакова товщина з вуглецевого волокна Оскільки тяга краща, він також може нести більше алюмінієвого дроту, роблячи дріт або кабель товщими, щоб пропускати більше струму.
Оскільки композитний дріт з вуглецевого волокна має згадані вище відмінні властивості: низька щільність, легка вага, велика сила розтягування та висока міцність, якщо цей матеріал можна використовувати протягом тривалого часу, він, ймовірно, замінить сталевий та алюмінієвий дріт у майбутнє.Зазвичай використовуваний дріт і дріт з вуглецевого волокна має нагрівальний ефект, коли він знаходиться під напругою, тому він також буде використовуватися як нагрівальний дріт у деяких галузях промисловості.Тому нинішній провід не обов’язково є металевим, а неметалевий провід також буде з’являтися все частіше.
Час публікації: 15 вересня 2022 р