КАРБОН

    Карбон - каменноугольный период палеозойской эры (начало - 360 млн. лет, конец - 286 млн. лет назад). Но нас интересует другой карбон, а именно композитный материал. Он относится к классу углепластиков - материалов, объединяющих в себе несколько тысяч различных рецептур. Все эти материалы роднит одно - наполнителем в них являютс углеродные (графитные) частицы, чешуйки и волокна.
    Основу углетканей составляют нити углерода (углерод - это, к примеру, грифель карандаша). Только такие нити довольно тонкие. Сломать ее просто, но порвать ой как нелегко. Из них шьются ткани, где углеродные нити скрепляются паралельно друг другу.
    В силу своей конструкции углепластики имеют выраженную анизотропию (разные свойства в разных направлениях), поэтому для получения прочной поверхности углеволокно приходится укладывать в несколько слоев, каждый раз меняя направление нитей. Скрепляются волокна также, как и стеклопластиковые, смолами.Даже процесс выклейки практически идентичен. Только смолы нужны более качественные и дорогие. Для работы с карбоном да и с кевларом простая полиэфирка не совсем подходит. Кроме того , чтобы полностью использовать все преимущества этих материалов, необходимо применять вакуумные технологии, термообработку, задейстовать сложное оборудование, к примеру такое как автоклав. Но игра, как говорится, стоит свеч.
    Карбон на 40 % легче стали и на 20 % - алюминия. Углеплатикове детали легче и прочнее стеклопластиковых. С тех пор, как в 1981 г. Джон Барнард впервые использовал карбоновое волокно при создании монокока на McLaren MP4/1, этот материал прочно вошел в современный автоспорт и постепенно подбирается к обычным автомобилям.
Но вот парадокс: автолюбители полюбили автокарбон не за его выдающиеся свойства, а за оргинальный внешний вид. Мода на карбоновые накладки также пошла со спортивных автомобилей, но там они все-таки имели четкое назначение: максимум прочности при минимальном весе.
    В карбоне, который идет на строительство мачт и друх изделий, где необходима высокая прочность, в структуре ткани явно превалируют углепластиковые волокна. Нити, их скрепляющие, практически не видны. В деталях салона углеволокно уже выглядит как ткань с различными вариациями (плетение типа "рогожа" или 3х3, 1х3 и т.д.) Эти углеткани можно выклеивать в один слой. После застывания и полировки (если необходимо) получается очень симпатичный орнамент. При работе с ним есть один сложный момент: четкий геометрический рисунок материи предполагает более внимательное и тщательное изготовление деталей, так как на горизонтальной поверхности любое искривление сразу будет заметно.
    Учитывая, что углеродные волокна черные, а нити могут быть различными, появляется простор для дизайнерской мысли. Но в настоящий момент определение "под карбон" чаще всего характерезирует черно-серую "шахматку". Пленок подобного рисунка появилось уже превеликое множество . Но непостредственно карбон - это действительно легкий, практичный и красивый материал.
    Возвращаясь к конструкционному карбону, хотя чисто декоративным, учитывая характеристики, этот материал назвать довольно сложно, стоит сказать и о недостатках, а они, к сожалению, есть. Карбон имеет очень маленькое относительное удлинение, т.е. не растягивается. Хрупкость и боязнь точечных ударовделаю его в определенной мере "нежным и ранимым". Для того чтобы изделия из карбонаработало как надо, необходимо точно рассчитать множество параметров: толщину слоя, направление нитей углеволокна, количество смолы и т.д. При строительстве корпусов болидов Формулы - 1 для этого используются специальные компьютерные программы. Есть еще один любобытный нюанс: если углепластик входит в непосредственный контакт с металлами, к примеру с алюминием, то возникает один побочный эффект. Графит как основной компонет углеволокна и алюминий могут образовывать гальваническую пару, а если речь идет о лодках и соленой морской воде, являющейся очень хорошим электролитом, процесс корродирования металла может проходить очень быстро. По этой причине в таких метах в углепластиковую поверхность вводят нейтальные стеклопластиковые вставки.

КЕВЛАР

    Все началось с пауков, а точнее с того, что они производят. Ученые прикинули, что канат, сплетенный из паутины толщиной с карандаш, мог бы удержат на месте Боинг 747. Но при этом плотность паутины в 6 раз меньше, чем у стали , следовательно, меньше и масса. Кевлар стал одним из первых аналогов паутины, но его волокна не полностью повторяют творение природы. Кроме того кевлар получают в среде горячих растворов серной кислоты, а паук - натуральным способом и при обычной температуре. Паук производит большой ассортимент нитей: для ловли, перемещения, сигнализации и др. Поразительные свойства этого природного материала не дают покоя химикам всего мира. Но секрет пока так и не раскрыт, а для производства всего 1 м ткани из паутины требуется "трудоустроить" более 400 пауков.
    Марка KEVLAR пренадлежит известной американсой корпорации DuPont. Этот материал был изобретен в 1965 г. учеными компании Стефанией Кволек и Гербертом Блейдсом. Практически одновременно с американцами в России был получен собственный материал СВМ, а в Европе большую популярность завоевал тварон. Выглядят все они практически одинаково, но, поскольку кевлар был певым, это название стало фактически нарицательным и используется многими в качестве термина, охватывающего группу подобных материалов.
    Кевлар представляет собой пара-арамидовое (para-aramid) синтетическое волокно. Эти волокна состоят из длинных молекулярных цепей, произведенных из полипарафинилин терафталамида (poly-paraphenylene terephthalamide). Между собой цепи жестко сориентированы прочными внутренними связями, которые и придают этому материалу столь замечательные свойства.
    Кевлар - очень прочный материал, имеет высокую стуртурную твердость и как следствие малую степень растяжимости. Эти свойства способствовали тому, что этот материал стат незаменимым при производстве легких бронежилетов и других средств безопасности, используемых для защиты от огнестрельного или сокочно-разрывного поражения. В современных бронеавтомобилях, наряду с другими средствами, кевлар применяется очень часто.
    К достоинствам кевлара можно отнести и следующее: материал обладает очень низкой удельной електропроводностью, высоким химическим сопротивлением, низкой термической усадкой, высоким сопротивлением на разрыв и порезы, сопротивляется огню (имеет способность к самотушению).
    Спортивные аксесуары и снаряды, изготовленные из кевлара, не только прочнее, но и легче, что не может не сказываться на результатах. Из него изготавливаются лыжи, касик и шлемы, ракетки, обувь, одежда (к примеру, для мотоциклистов и пловцов), лодки, весла и могое другое.
    Кевлар является не только прочным, но и красивым материалом. Чистый материал имеет золотистый цвет, близкий к телесному, но выпускается он и иных расцветок. Этот факт существенно расширяет спектр применения кевлара в производстве декоративных деталей, таких, как дверные панели и другие элементы отделки салона автомобиля.
Удивительные свойства карбона и кевлара давно пытаются обьединить. В последнее время можно часто встретить гибриды карбон-кевлар. В этих материалах углеволокно переплетено с волокнами кевлара. Такие ткани идут на строительство корпусов высокоскростных лодок, монококов и др.