Johtojen suhteen ajattelemme ensin kuparilankoja, alumiinilankoja, rautalankoja ja muita metallilankoja.Ne on kaikki valmistettu puhtaasta metallilangasta.Syy metallien käyttöön on se, että kaikilla metalleilla on hyvä sähkönjohtavuus.Metallien hyvä sähkönjohtavuus johtuu siitä, että metalliatomeissa on vähemmän ulkoisia elektroneja.Kun ne on yhdistetty atomiryhmiksi, kunkin atomin ulkokerroksessa on myös vain yksi tai kaksi elektronia ja se pyörii sen ympärillä niin, että atomin ulkokerroksessa on vain yksi tai kaksi elektronia.Kerroksessa tulee olemaan lisää elektronipaikkoja, joten vieraat elektronit pääsevät helposti sisään ja liikkumaan, ja metalli on helppo johtaa sähköä, joten näkemämme johdot ovat periaatteessa metallia.
Metallin hyvän johtavuuden ansiosta virtajohdot ovat periaatteessa metallia.Voidaanko johdot korvata muilla kosketuksettomilla materiaaleilla?Myös mahdollista, kuten hiilikuitu.
Monet ystävät tietävät, että hiilikuitu on erittäin kovaa, mutta he eivät tiedä, että jotkut hiilikuidut ovat johtavia.Tämä johtuu siitä, että tällaisilla kuiduilla on atomirakenne, joka muistuttaa grafiittia, ja grafiitti on hyvä johdin, joka on eräänlainen hiilielementti.Allotroopit, jokainen grafiitin hiiliatomi on yhteydessä kolmeen muuhun ympärillään olevaan hiiliatomiin, jotka on järjestetty hunajakennomaiseen kuusikulmaiseen rakenteeseen, jossa jokainen hiiliatomi lähettää vapaan elektronin, joten grafiitti johtaa sähköä.Suorituskyky on erittäin hyvä, noin 100 kertaa korkeampi kuin tavallisilla ei-metallisilla materiaaleilla.
Silti hiilikuitukomposiittilangan virran johtavuus ei riipu hiilikuidusta, koska hiilikuidun johtavuus ei ole vieläkään yhtä hyvä kuin metallin.Hartsi integroi pitkittäin järjestetyt hiilikuitufilamentit yhdeksi kokonaisuudeksi, mikä tekee hiilikuidusta vähemmän johtavan, joten hiilikuitua ei käytetä tässä sähkön johtamiseen, vaan painon kantamiseen.Hiilikuitukomposiittisydänlangan rakenne on samanlainen kuin tavanomaisen terässydänlangan.Se on myös jaettu sisempään ydinlangaan ja pinta-alumiiniin.Sydänlanka kantaa suurimman osan itse langan mekaanisesta jännityksestä, kun taas ulompi alumiinilanka kantaa virtaustehtävän.
Osoittautuu, että lankojen kantavat vaijerit ovat kaikki teräslankoja, yleensä teräsvaijereita, jotka on kierretty 7 teräslankasäikeestä, ja ulkopinta on alumiinilanka, joka koostuu kymmenistä alumiinilankojen säikeistä, mutta hiilikuitukomposiitti materiaalilanka on hiilikuitukomposiittimateriaalin keskisäie, ja ulkopinta on nelikulmainen.Monisäikeinen alumiinilanka, kuten alla olevassa kuvassa näkyy, vasen on teräslanka-alumiinilanka ja oikea on hiilikuitukomposiittiydinlanka.
Tiedämme, että vaikka teräksellä on hyvä vetolujuus ja sitkeys, sen tiheys on erittäin suuri, joten se on erittäin raskas, mutta hiilikuitukomposiittimateriaalien tiheys on paljon pienempi, vain 1/4 teräksestä ja sen paino on vain sama äänenvoimakkuutta.Hiilikuidun vetovoima ja sitkeys ovat kuitenkin parempia kuin teräksen, yleensä vähintään kaksi kertaa teräksen vetovoima, joten hiilikuitukomposiittimateriaalien käytön päätarkoitus on vähentää langan painoa ja sama paksuus. hiilikuitua Koska veto on parempi, se voi myös kuljettaa enemmän alumiinilankaa, mikä tekee johdosta tai kaapelista paksumman kulkeakseen enemmän virtaa.
Koska hiilikuitukomposiittilangalla on edellä mainitut erinomaiset alhaisen tiheyden, keveyden, suuren vetovoiman ja vahvan sitkeyden ominaisuudet, jos tätä materiaalia voidaan käyttää pitkään, se todennäköisesti korvaa teräslangan ja alumiinilangan tulevaisuus.Yleisesti käytetyllä langalla ja hiilikuitulangalla on lämmitysvaikutus, kun se on jännitteellä, joten sitä käytetään myös lämmityslangana joillakin teollisuudenaloilla.Siksi nykyinen lanka ei välttämättä ole metallia, ja myös ei-metallinen lanka tulee näkyviin yhä useammin.
Postitusaika: 15.9.2022