Карбон из чего состоит: Углепластики — Википедия – Что такое карбон или углепластик
КАРБОН (Carbon) — Что такое карбон?
Карбон (carbon) – это прочный и легкий композитный материал, получаемый путем переплетения тонких нитей графита и резины. Ориентированные под индивидуальным углом нити затем скрепляются эпоксидными смолами и формуются в листы. Продукт относится к разряду так называемых композитных материалов, к классу углепластиков, который объединяет в себе несколько тысяч разных рецептур. Все эти материалы имеют одну особенность – основой их наполнения являются углеродные(графитные) частицы, волокна и чешуйки.
Применять карбон можно очень во многих отраслях, в частности он используется в строение корабельных мачт и других изделий, где необходима высокая прочность. В автостроение, как некоторые считают, он еще не получил широкого распространения, но это только в силу своей дороговизны. В автотюнинге карбон используют для создания облегченных капотов, бамперов, спойлеров, других деталей кузова и элементов отделки салона.
Как и любой другой материал, карбон тоже не лишен своих плюсов и минусов. К главным достоинствам карбона относятся его вес (на 20-40% легче применяемой в автомобилестроении листовой стали), не уступающая металлам прочность. Кстати, именно благодаря малому весу этот композитный материал активно используется при создании формульных болидов, у практически всех из которых объемный кокпит сделан из карбона.
О том, что главный минус карбона – его высокая цена, мы уже упомянули, но стоит заметить, что цена оправдана весьма сложной технологией изготовления материала. Кроме того, представляет сложность и процесс изготовления нужных деталей из этого высокопрочного композита. Впрочем, в чем-то прочность карбона преувеличена, так как он весьма неадекватно реагирует на сильные точечные удары – прелестный карбоновый капот имеет все шансы некоторое время спустя покрыться дырками, результатом выброса из-под колес щебня и иного твердого мусора. Негативно воздействуют на карбон и прямые солнечные лучи… А так как карбоновые детали даже при незначительном повреждении восстановлению не подлежат, увлекаться этим композитом не рекомендуется.
Для того чтобы изделие из карбона работало правильно и долго, необходимо очень точно рассчитать множество разных параметров, таких как: направление нитей (волокон), толщину слоя, количество смолы и т.д..
Надо заметить, что мастерам тюнинга об этом хорошо известно, поэтому они зачастую предлагают потенциальным клиентам не «натур», а имитацию «под карбон», внешне от оригинала практически не отличающуюся. И если облегчение веса автомобиля существенной роли не играет, а привлекает эстетическая сторона вопроса, то такой выход и проще, и дешевле.
Проделать это можно несколькими доступными способами: просто наклеить ПВХ-пленку с узором «карбоновая сетка», прибегнуть к «аква-печати» (детали обтягиваются пленкой под давлением воды) или аэрографии. Из них «аква-печать» дает меньше всего огрехов и создает полную имитацию карбона.
Карбон — характеристики углеполотна
Полотно определяет не только внешний вид получившегося карбона, но и его прочностные и технологические характеристики. От плетения и плотности углеполотна зависит и то, как легко и качественно можно выложить его в форме при заливке смолой.
Для получения оптимальной прочности, плотности и жесткости зачастую требуется послойное сочетание разных типов углеполотна. Чтобы лучше понимать эксплуатационные характеристики каждого вида плетения, попробуем пояснить, какими бывают самые популярные виды плетения полотна.
Виды плетений полотна
Полотно (Plane Weave, P) — cамый плотный вид плетения карбонового волокна, самый распространенный. Нити утка и основы переплетаются поочередно 1Х1. Высокая плотность позволяет избежать искажений фактуры, но в то же время такое плетение делает полотно менее пластичным и затрудняет выкладывание полотна в форму, требуя определенных навыков. |
|
Елочка (Twill, T) — саржевое плетение 2Х2, наиболее универсальное и распространенное полотно, используемое для тюнинга автомобилей. Нити утка и основы переплетаются через две нити. Этот тип ткани следует четкой диагональной схеме. Это делает ткань более гибкой и рыхлой. Такое плетение прочнее, чем 1Х1, вопреки расхожему мнению. Тоже очень распространенный, универсальный тип плетения. Подходит для приобретения навыков работы с углеполотном. Ткань рыхлая и пластичная, с изотропией свойств, что позволяет легко подтянуть ее в нужном направлении. Однако это означает, что такое плетение нужно обрабатывать более осторожно, чем простое 1 × 1 плетение, так как легко получить просветы и искажение фактуры. |
|
Разновидность елочки, которая используется весьма редко. Очень пластичная структура для нестандартных решений. |
|
Сатин (Satin WEAVE, R) — наименее плотное и самое пластичное полотно. Рыхлость полотну придают особенности плетения: каждая нить утка и основы проходит над несколькими нитями утка или основы. При работе с этим типом полотна необходим определенный уровень навыков. |
|
Реже используется корзинное плетение — Leno, Basket Weave. Красивая фактура, но такое полотно сложно выложить без искажений рисунка. |
Схематически виды плетения карбонового полотна представлены на рисунке.
Правила выбора углеполотна
Выбор текстиля определяется назначением, способом использования углеволокна и способом получения углепластика. Его основными характеристиками являются:
- Плотность, масса на единицу площади г/м.кв,
- Линейная плотность, количество нитей на 1 см2 в каждом направлении,
- Число К, количество тысяч элементарных нитей углерода (цепочек) в одной нити. Наиболее распространено волокно с К3. Обычно К=6-12-24-48.
Для автотюнинга чаще всего используются полотна плотностью 150-600 г/м.куб с толщиной волокон 1-12К. А для велосипедных рам К3.
Большинство деталей и аксессуаров из углеродного волокна изготавливаются с использованием плетений «полотно» и «елочка».
Другие типы плетения предназначены для особых запросов и назначений.
Стоит сказать еще об однонаправленном виде плетения — это когда волокна вытянуты в одном направлении (Unidirectional Carbon Weave) Этот вид переплетения скрепляется только случайными нитями из углерода или полиэстера, проходящими через волокна под углом 90 градусов. Этот вид углеродного волокна лучше всего использовать там, где силы прилагаются в одном направлении и требуется анизотропия свойств, например, в стрельбе из лука и стрелы.
Обратите внимание при выборе необходимых вам параметров на единицы измерения, на китайских сайтах — это не метрическая система!
Технические характеристики карбоновых волокон
Для углеродных волокон основными механическими характеристиками являются предел прочности на растяжение σ в и предел прочности на единицу объема, а также модуль упругости, определяющий эластичность и способность работать на изгиб. Механические свойства сильно зависят от ориентации волокон, то есть они анизотропны, хотя в плетении Pane и Twill эффект анизотропии свойств проявляется меньше. Технические характеристики, как правило, приводятся для продольного направления.
Углеродные волокна обладают следующими механическими характеристиками по сравнению с армирующими металлическими, стекловолокном и полимерными волокнами.
Волокно (проволока) |
ρ, кг/ м³ |
Тпл, °C |
σB, МПа |
|
Алюминий |
2 687 |
660 |
620 |
2 300 |
Асбест |
2 493 |
1 521 |
1 380 |
5 500 |
Бериллий |
1 856 |
1 284 |
1 310 |
7 100 |
Карбид бериллия |
2 438 |
2 093 |
1 030 |
4 200 |
Углерод |
1 413 |
3 700 |
2 760 |
157 |
Стекло E |
2 548 |
1 316 |
3 450 |
136 |
Стекло S |
2 493 |
1 650 |
4 820 |
|
Графит |
1 496 |
3 650 |
2 760 |
184 |
Молибден |
0 166 |
2 610 |
1 380 |
14 |
Полиамид |
1 136 |
249 |
827 |
73 |
Полиэфир |
1 385 |
248 |
689 |
49 |
Сталь |
7 811 |
1 621 |
4 130 |
53 |
Титан |
4 709 |
1 668 |
1 930 |
41 |
Вольфрам |
19 252 |
3 410 |
4 270 |
22 |
Например, параметры углеродных волокон Toray из полиакрилата (PAN) c высокой прочностью на растяжение High Modulus Carbon Fiber.
Волокно (fiber) |
Модуль упругости (msi) |
Предел прочности (ksi) |
M35J |
50 |
683 |
M40J |
57 |
398 |
M40J |
55 |
640 |
M46J |
63 |
611 |
M50J |
69 |
597 |
M55J |
78 |
583 |
M60J |
85 |
569 |
Существует взаимосвязь — чем выше предел прочности, тем ниже модуль упругости.
Что влияет на технические характеристики карбоновых композитов
При подборе материала очень важно найти оптимальный баланс между этими характеристиками, подбирая слои, направление волокна, метод плетения и плотность.
Механические свойства композитов определяются следующими параметрами:
- Тип карбонового волокна и смолы,
- Тип плетения, ориентация волокон,
- Соотношение волокон (т.е. плотность полотна) и смолы в композиции,
- Плотность, однородность, пористость и пр.
Ирина Файдюк
При копировании материалов не забывайте, что у каждого текста есть автор. Поэтому при добавлении материала на свой сайт не забывайте ставить индексируемую ссылку на первоисточник!!!
что за материал, отличие от углепластика
Автомобилисты, для которых важен внешний вид транспортного средства, хорошо знают о средствах, применяемых при внешнем и внутреннем тюнинге. Одним из наиболее известных эффектных материалов, используемых при тюнинге, является карбон. Для того, чтобы материал оправдал возложенные на него ожидания по преображению авто, необходимо знать достоинства и недостатки, ведь карбон – это не только уникальное средство тюнинга, но и способ облегчить конструкцию авто, делая ее прочнее.
Особенности карбона
Название материала, «карбон», представляет собой упрощенное выражение, имеющее английское происхождение (сarbon fiber – «углеродное волокно»). Под данным словом могут подразумеваться самые различные материалы, обладающих сходными физико-химическими характеристиками. Однако, все показатели также позволяют отнести материал к группе пластмасс.
Общее вещество, позволяющее отнести карбон к данной группе — наполнитель из углеродного волокна, однако связующие вещества, применяемые в карбоне, будут отличаться. Так как строго установленной классификации материалов группы углепластика пока нет, к данной группе может быть также отнесена пленка из полиэтилена со впайкой угольных нитей.
Своим появлением в автомобильной сфере, в частности, при тюнинговых работах, карбон обязан началом использования на предприятиях оборонной промышленности, а затем достоинства материала были оценены в других сферах, включая спортивную нишу и автомобильный тюнинг.
Описание материала
Карбон представляет собой переплетенные в большом количестве нити из углерода, а крепление между огромным количеством нитей выполняется эпоксидной смолой. Чтобы обеспечить высочайшую прочность материала, нити должны быть уложены с соблюдением определенного угла. Таким образом, основная составляющая композитного материала — углеродная нить, которая не подлежит ломанию или разрыву. Применение современных технологий позволяет производить материал для тюнинга с самым разнообразным видом рисунка и рельефа.
Преимущества и недостатки
Прежде, чем использовать материал, следует узнать основные свойства и особенности работы и эксплуатации материала и предметов, обработанных карбоном.
Особое плетение обеспечивает материалу высокую прочность, и дает несомненное преимущество по сравнению с другими материалами, включая металл.
Карбон отличается легким весом – на 50% легче стали и на 20% легче алюминий.
Еще одним замечательным свойством является особая прочность на разрыв. Деталь, изготовленная с применением карбона, имеет улучшенные потребительские свойства. Данные показатели композита позволяют успешно внедрять его в автоспортивной сфере.
Материал является признанным средством обеспечения дополнительной безопасности пилотов спортивных машин, а также имеет влияние на улучшение спортивных результатов, так как вес спортивного средства оказывает огромное воздействие на обеспечение максимальной устойчивости болида.
Однако применение карбона имеет и свои недостатки. Прежде всего, речь идет о высокой стоимости композита, основанную на сложности применяемых в производстве уникальных технологий, а также на изначальной высокой стоимости исходных веществ: при склеивании между слоями карбона применяются дорогие смолы с повышенными качественными характеристиками.
Несмотря на прочность, карбону следует избегать точечные удары, а также значительных быстрых механических воздействий. Таким образом, повреждения можно получить даже при метком попадании небольшого камешка в часть автомобиля, содержащего карбоновый элемент.
Еще одна опасность, от которой стоит оградить поверхность карбона – солнечные лучи. Их воздействие губительно для внешнего вида изделий из данного материала. Если не предпринять мер по защите авто от прямого солнца, внешний вид будет испорчен в течение короткого промежутка времени.
Сферы применения карбона
Как уже говорилось, автомобилисты хорошо знают данный материал, благодаря использованию в тюнинговых работах. Высокая оценка практического применения способствовала резкому росту популярности материала. В настоящее время, актуален вопрос перехода от применения в тюнинге к использованию в серийном производстве автомобилей.
Основные характеристики, способствующие расширению сферы использования карбона, являются:
- прочность и легкость материала;
- наличие возможности нанесения декоративного рисунка, способствующего улучшению внешнего вида;
- способность переливаться на свете, благодаря отражению лучей поверхностью многочисленных нитей;
- эксклюзивность цвета и внешнего вида.
Данные способности оценены производителями автомобилей, а также организациями, работающими в автомобильной сфере. Применение карбона для рядовых пользователей означает продвинутые технологии и инновации компании, занимающейся автомобильными усовершенствованиями.
На видео о применении карбона
Следует отметить, что у карбона, относимого к углепластику, есть множество родственных материалов, входящих в ту же группу и обладающих схожими потребительскими характеристиками.
это… Карбон: описание, сфера применения, особенности и отзывы
Передовые технологии на сегодняшний день регулярно вносят в нашу жизнь множество различных новинок, способных значительно упростить ее или же повысить ее качество. В особенности это касается создания новейших разработок химической промышленности, продукты которой находят свое применение практически в каждой отрасли человеческой деятельности. Одним из таких ноу-хау сейчас является материал карбон. О нем мы и поговорим максимально подробно в статье.
Определение
Карбон — это по своей сути углепластик, то есть композиционный, имеющий иного слоев материал. Проще говоря, углеродные волокна в виде полотна, оболочка которого, в свою очередь, выполнена из термореактивных, полимерных смол. Собственно, карбон — это сегодня почти все композитные материалы, несущая основа которых представлена в форме волокон углерода. Однако при этом связующими элементами могут быть разные вспомогательные составляющие.
Стоимость
Карбон- это очень дорогостоящий конечный продукт, стоимость которого определена внушительной долей ручного труда и сложным в целом техническим процессом. Чтобы понять, насколько дорог карбон, сравним его себестоимость со сталью. Так, если один килограмм стали обойдется производителю примерно в 1 доллар, то такой же вес карбона в 20 раз дороже. Снизить же себестоимость углепластика можно лишь путем внедрения полной автоматизации процесса его создания.
Сфера применения
Изначально карбон — это материал, который создавался для космических аппаратов и автомобилестроения. Однако со временем благодаря своим уникальным эксплуатационным показателям (малый удельный вес, высокая прочность) он нашел применение и в других сферах таких, как:
— Самолетостроение.
— Изготовление разнообразного спортивного инвентаря, удочек для рыбной ловли, шлемов.
— Производство медицинской техники и прочее.
Особые свойства
Изучая, что такое карбон отметим его основные позитивные качества. Изделия из этого материала можно формовать практически в любой конфигурации. А все потому, что углеродное полотно обладает очень высокой гибкостью, обеспечивающей, в свою очередь, оптимальный раскрой и резку. При этом следует обязательно пропитать готовый продукт эпоксидной смолой. Полученные таким образом изделия можно без проблем шлифовать, полировать, красить и даже наносить на них флексопечать.
Отличительные особенности
Продолжая рассматривать, что такое карбон (karbon) укажем его уникальные характеристики. Для всех видов этого углепластика общим является применение армирующего элемента — углеродных волокон, толщина которых находится в пределах 0,005-0,01 миллиметра, прекрасно работающих на растяжение, но не переносящие изгиб и кручение. Именно поэтому карбон- это материал, который эксплуатируют в виде полотна.Для дополнительного армирования очень часто используют каучук, который и придает углепластику серый оттенок.В целом же, карбон характеризуется износостойкостью, прочностью, жесткостью и малым удельным весом. Плотность его составляет от 1450 кг/м куб. до 2000 кг/м куб.
Тонкости технологии изготовления
Волокна из нитей углерода получают на воздухе в процессе термической обработки. То есть происходит окисление органических или полимерных нитей на протяжении суток при температуре 250 градусов Цельсия. Затем проводится карбонизация — нагревание полученных волокон в среде инертного газа в температурном диапазоне 800-1500 градусов для подготовки молекулярной структуры к оптимальной. Далее следует графитизация в этой же среде, но уже при температуре до 3000 градусов. Данный процесс может повториться несколько раз для повышения концентрации углерода до 99%.
Форма выпуска
Волокна карбона могут быть как короткими, резаными, так и в виде непрерывных нитей на бобинах. Но, как уже было сказано выше, карбон обладает плохой устойчивостью к изгибу, то углеродное волокно зачастую формируют в полотно,называемое Carbon Fabric. Причем получается оно в виде разнообразных плетений: елочка, рогожка и прочее. Бывает, что волокна просто перехватывают до заливки смолой довольно крупными стежками.Несущей основой чаще всего являются эпоксидные смолы, в которых послойно укладываются волокна карбона. Лист толщиной 1 миллиметр содержит в основном три-четыре таких слоя.
Достоинства
Карбон обладает целым спектром неоспоримых преимуществ, среди которых следует указать:
— Малый удельный вес. Даже алюминий тяжелее описываемого материала на 20%.
— Карбон, сочетающий в себе углерод и кевлар, лишь чуть-чуть тяжелее аналога с резиной, однако гораздо прочнее, а под воздействием ударной нагрузки лишь крошится, но не разлетается на мелкие частицы.
— Устойчив к высоким температурам. Карбон выдерживает до 2000 градусов Цельсия.- имеет хорошую теплоемкость и отлично гасит вибрацию.
— Устойчив к явлению коррозии.
— Имеет высокий предел упругости и предел прочности на разрыв.
— Обладает эстетичным внешним видом и декоративностью.
Недостатки
Вместе с тем карбон по сравнению с металлическими изделиями отличается таким негативными качествами:
— Высокой чувствительностью к точечным резким ударам.
— Сложностью реставрации при возникновении сколов, сломов и различных царапин.
— Выгоранием и выцветанием под воздействием ярких солнечных лучей. Именно поэтому все вещи из карбона специально покрывают лаком или же эмалью.
— Достаточно длительным производством изделий, требующим значительных затрат времени.
— Проблемами с утилизацией и повторным использованием. В зонах непосредственного контакта с металлом начинается его коррозия, поэтому в данных точках закрепляют специальные вставки из стекловолокна.
Мнение пользователей
В заключение отметим отзывы людей об описываемом в статье продукте промышленности. Итак, что такое карбон? Материал этот, как утверждают многие пользователи, очень хорош благодаря своей прочности, но при этом легкости. В особенности это оценили рыбаки, которые уже давно пользуются удочками, в основе многих из которых лежит именно карбон. Само собой, помимо этого, такие удочки еще хороши и тем, что они обладают большой долговечностью, ведь они еще характеризуются и повышенной износостойкостью.
Карбон (материал) — это… Что такое Карбон (материал)?
Углепластик — полимерный композиционный материал из переплетенных нитей углерода, расположенных в матрице из полимерных (например, эпоксидных) смол.
Основная составляющая часть углепластика – это нити углерода (по сути, тоже самое что и, например, стержень в карандаше). Такие нити очень тонкие, сломать их очень просто, а вот порвать достаточно трудно. Из этих нитей сплетаются ткани. Они могут иметь разный рисунок плетения (ёлочка, рогожа и проч.). Для придания еще большей прочности данные ткани из нитей углерода кладут слоями, каждый раз меняя угол направления плетения. Слои скрепляются с помощью эпоксидных смол. Применяется для изготовления лёгких, но прочных деталей, например: кокпиты и обтекатели в Формуле 1, спиннинги, мачты для виндсерфинга, бамперы и пороги на спортивных автомобилях, несущие винты вертолётов.
Нити углерода обычно получают термической обработкой химических или природных органических волокон, при которой в материале волокна остаются главным образом атомы углерода.
Температурная обработка состоит из нескольких этапов.
Первый из них представляет собой окисление исходного (полиакрилонитрильного, вискозного) волокна на воздухе при температуре 250 °C в течение 24 часов.
В результате окисления образуются лестничные структуры.
После окисления следует стадия карбонизации — нагрева волокна в среде азота или аргона при температурах от 800 до 1500 °C. В результате карбонизации происходит образование графитоподобных структур.
Процесс термической обработки заканчивается графитизацией при температуре 1600-3000°С, которая также проходит в инертной среде. В результате графитизации количество углерода в волокне доводится до 99 %.
Помимо обычных органических волокон (чаще всего вискозных и полиакрилонитрильных), для получения нитей углерода могут быть использованы специальные волокна из фенольных смол, лигнина, каменноугольных и нефтяных пеков.
Кроме того, детали из карбона превосходят по прочности детали из стекловолокна.
Детали из карбона обходятся значительно дороже аналогичных деталей из стекловолокна.
«Дороговизна» карбона вызвана, прежде всего, более сложной технологией производства и большей стоимостью производных материалов.
Например, для проклейки слоев используются более дорогие и качественные смолы, чем при работе со стеклотканью, а для производства деталей требуется более дорогое оборудования, к примеру, такое как автоклав.
Недостатком карбона является боязнь «точечных» ударов. Например, капот из карбона может превратиться в решето после частого попадания мелких камней. В отличие от металлических деталей или деталей из стеклоткани, восстановить первоначальный вид карбоновых деталей невозможно. Поэтому, после даже незначительного повреждения всю деталь придется менять целиком. Кроме того, детали из карбона подвержены выцветанию под воздействием солнечных лучей.
Применение
Корпус зеркала гоночного автомобиля из углепластика
Используется вместо металлов во многих изделиях, от частей космических кораблей до удочек
- ракетно-космическая техника
- авиатехника (самолетостроение, вертолетостроение)
- судостроение (корабли, спортивное судостроение)
- автомобилестроение (спортивные автомобили, мотоциклы, тюнинг и отделка)
- наука и исследования
- спортивный инвентарь (велосипеды,роликовые коньки, удочки)
- медицинская техника
- рыболовные снасти (удилища)
- телефоно- и ноутбукостроение (отделка корпусов)
Wikimedia Foundation. 2010.
Каменноугольный период — Википедия
У этого термина существуют и другие значения, см. Карбон.система | отдел | ярус | Возраст, млн лет назад |
---|---|---|---|
Пермь | Нижний | Ассельский | |
Карбон | Верхний | Гжельский | 303,7—298,9 |
Касимовский | 307,2—303,4 | ||
Средний | Московский | 311,7—307,2 | |
Башкирский | 323,0—311,7 | ||
Нижний | Серпуховский | 330,9—323,0 | |
Визейский | 346,7—330,9 | ||
Турнейский | 358,9—346,7 |
Каменноу́гольный пери́од, или карбо́н (С), — предпоследний (пятый) геологический период палеозойской эры. Начался 358,9 ± 0,4 млн лет назад, закончился 298,9 ± 0,15 млн лет назад[1]. Наравне с предыдущим девонским периодом является самым продолжительным в палеозойской эре (оба длились по 60 млн лет).
Название получил из-за сильного углеобразования в это время.
Впервые появляются очертания величайшего суперконтинента в истории Земли — Пангеи. Пангея образовалась при столкновении Лавразии (включала Северную Америку и Евразию) с древним южным суперконтинентом Гондваной. Незадолго до столкновения Гондвана повернулась по часовой стрелке, так что её восточная часть (Индия, Австралия, Антарктида) переместилась к югу, а западная (Южная Америка и Африка) оказалась на севере. В результате поворота на востоке появился новый океан — Тетис, а на западе закрылся старый — океан Реикум. В то же время океан между Балтикой и Сибирью становился все меньше; вскоре эти континенты тоже столкнулись[2].
Подразделение каменноугольной системы[править | править код]
Каменноугольная система подразделяется на 2 подсистемы, 3 отдела и 7 ярусов:
Растения каменноугольного периодаВ течение карбона появились среди беспозвоночных: новые отряды фораминифер, переднежаберные и легочные гастроподы, среди позвоночных: рептилии (котилозавры) и синапсиды, среди высших растений — различные голосеменные: хвойные, кордаитовые и цикадовые.
Массовых вымираний не наблюдалось. Вымерли только некоторые головоногие моллюски, иглокожие (текоидеи) и граптолиты (стереостолонаты).
В целом карбон характеризуется процветанием таких групп организмов, как фораминиферы — фузулиниды, кораллы — табулятоидеи, хететиды и ругозы (четырёхлучевые), среди моллюсков — гастроподы, наутилоидеи со спиральной раковиной, аммоноидеи (гониатиты), мшанки, замковые брахиоподы — продуктиды и спирифериды, морские лилии и древние морские ежи, также расцвет испытывают земноводные (стегоцефалы), членистоногие (в особенности насекомые) и высшие растения (плауны и хвощи). В морях царили разнообразные хрящевые рыбы (акулы и брадиодонты). Некоторые акулы (например, камподусы) могли достигать длины до 13 метров. Сохранялись пресноводные кистеперые, в том числе и рипидистии. Обитавшие в болотах рипидистии-ризодонты были высшими хищниками. Ризод, например, достигал 8 метров в длину и был самым страшным хищником пресных вод.
Отмечается большое разнообразие амфибий. Эогиринус — крупное, до 4,5 м длиной, земноводное,— возможно, охотился на манер аллигатора. А 15-сантиметровый микробрахий питался мельчайшим животным планктоном. У бранхиозавра, похожего на головастика, были жабры. Зауроплевра и сцинкозавр больше напоминали тритонов. Небольшой хищник педерпес, в отличие от своих предков акантостег, имел довольно развитые конечности и передвигался по суше. Помимо основных групп «амфибий» — батрахоморф и рептилиоморф — существовали разнообразные немногочисленные группы (лепоспондилы, локсомматиды, микрозавры, крассигириниды).
В нижнем карбоне возникают примитивные формы рептилий, которые, избегая конкуренции и хищников, заселяли более сухие пространства. Сначала первые рептилии ещё обитали вблизи воды, как например вестлотиана, но позже они удалялись от неё всё дальше и дальше, пока не стали сухопутными животными.
В карбоне дальнейшее распространение получили споровые растения: сигиллярии, лепидодендрон (плауновидные), каламиты (хвощевидные), ставроптерисы, различные ужовниковые (папоротниковидные), семенные хвощи, кордаиты (голосеменные). Возникшие семенные растения могли поселяться в более сухих местах обитания, так как особенности их размножения не связаны с наличием воды.
Тёплые болота изобиловали насекомыми и земноводными. Среди деревьев порхали гигантские летучие тараканы, стрекозы (меганевры) и подёнки. В гниющей растительности пировали гигантские артроплевры, дальние родичи многоножек. В подлеске встречались также многочисленные арахниды: метровый пульмоноскорпий, различные пауки и далёкие предки клещей.
350—300 миллионов лет назад уровень кислорода в атмосфере составлял 35 %[3][4]. Такое высокое значение объясняется тем, что отмершие деревья не разлагались полностью с преобразованием их углерода в CO2, а захоранивались в болотистой местности, превращаясь в залежи каменного угля. Как считают ученые, это происходило из-за того, что в каменноугольный период грибы и микроорганизмы пока еще не выработали механизмов (ферментов), способных эффективно разлагать лигнин, входящий в состав древесины. Именно тогда появились залежи каменного угля, которым сейчас пользуется человечество как одним из основных видов ископаемого топлива. В конце же периода появились грибы, способные разлагать лигнин[5][6][7].
- ↑ International Chronostratigraphic Chart (англ.). International Commission on Stratigraphy (February 2017). Архивировано 15 мая 2017 года.
- ↑ dino.claw.ru: История нашей планеты — каменноугольный период
- ↑ Учёные: уровень кислорода упал на 0,7% за последний миллион лет, 23.09.2016
- ↑ Oxygen may have been key to evolution of giant insects and land-dwelling animals, May 10, 1995
- ↑ Floudas D., Binder M., Riley R., Barry K., Blanchette R. A. The Paleozoic Origin of Enzymatic Lignin Decomposition Reconstructed from 31 Fungal Genomes (англ.) // Science : journal. — 2012. — Vol. 336, no. 6089. — P. 1715—1719. — DOI:10.1126/science.1221748. — Bibcode: 2012Sci…336.1715F. — PMID 22745431.
- ↑ Tracking the Remnants of the Carbon Cycle: How an Ancestral Fungus May Have Influenced Coal Formation (неопр.). Joint Genome Institute (28 июня 2012). Архивировано 8 февраля 2017 года.
- ↑ Евсеев, Антон. Образование каменного угля прекратилось из-за грибов. (рус.), Правда.Ру (6 июля 2012). Дата обращения 27 мая 2018.
- Иорданский Н. Н. Развитие жизни на земле. — М.: Просвещение, 1981.
- Короновский Н.В., Хаин В.Е., Ясаманов Н.А. Историческая геология : Учебник. — М.: Академия, 2006.
- Ушаков С.А., Ясаманов Н.А. Дрейф материков и климаты Земли. — М.: Мысль, 1984.
- Ясаманов Н.А. Древние климаты Земли. — Л.: Гидрометеоиздат, 1985.
- Ясаманов Н.А. Популярная палеогеография. — М.: Мысль, 1985.
← | Д о к е м б р и й | Палеозой (541,0—251,9 млн лет назад) | М е з о з о й | → | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Кембрий (541,0—485,4) | Ордовик (485,4—443,8) | Силур (443,8—419,2) | Девон (419,2—358,9) | Карбон (358,9—298,9) | Пермь (298,9—251,9) | → |
Карбон (материал) — это… Что такое Карбон (материал)?
Углепластик — полимерный композиционный материал из переплетенных нитей углерода, расположенных в матрице из полимерных (например, эпоксидных) смол.
Основная составляющая часть углепластика – это нити углерода (по сути, тоже самое что и, например, стержень в карандаше). Такие нити очень тонкие, сломать их очень просто, а вот порвать достаточно трудно. Из этих нитей сплетаются ткани. Они могут иметь разный рисунок плетения (ёлочка, рогожа и проч.). Для придания еще большей прочности данные ткани из нитей углерода кладут слоями, каждый раз меняя угол направления плетения. Слои скрепляются с помощью эпоксидных смол. Применяется для изготовления лёгких, но прочных деталей, например: кокпиты и обтекатели в Формуле 1, спиннинги, мачты для виндсерфинга, бамперы и пороги на спортивных автомобилях, несущие винты вертолётов.
Нити углерода обычно получают термической обработкой химических или природных органических волокон, при которой в материале волокна остаются главным образом атомы углерода.
Температурная обработка состоит из нескольких этапов.
Первый из них представляет собой окисление исходного (полиакрилонитрильного, вискозного) волокна на воздухе при температуре 250 °C в течение 24 часов.
В результате окисления образуются лестничные структуры.
После окисления следует стадия карбонизации — нагрева волокна в среде азота или аргона при температурах от 800 до 1500 °C. В результате карбонизации происходит образование графитоподобных структур.
Процесс термической обработки заканчивается графитизацией при температуре 1600-3000°С, которая также проходит в инертной среде. В результате графитизации количество углерода в волокне доводится до 99 %.
Помимо обычных органических волокон (чаще всего вискозных и полиакрилонитрильных), для получения нитей углерода могут быть использованы специальные волокна из фенольных смол, лигнина, каменноугольных и нефтяных пеков.
Кроме того, детали из карбона превосходят по прочности детали из стекловолокна.
Детали из карбона обходятся значительно дороже аналогичных деталей из стекловолокна.
«Дороговизна» карбона вызвана, прежде всего, более сложной технологией производства и большей стоимостью производных материалов.
Например, для проклейки слоев используются более дорогие и качественные смолы, чем при работе со стеклотканью, а для производства деталей требуется более дорогое оборудования, к примеру, такое как автоклав.
Недостатком карбона является боязнь «точечных» ударов. Например, капот из карбона может превратиться в решето после частого попадания мелких камней. В отличие от металлических деталей или деталей из стеклоткани, восстановить первоначальный вид карбоновых деталей невозможно. Поэтому, после даже незначительного повреждения всю деталь придется менять целиком. Кроме того, детали из карбона подвержены выцветанию под воздействием солнечных лучей.
Применение
Корпус зеркала гоночного автомобиля из углепластика
Используется вместо металлов во многих изделиях, от частей космических кораблей до удочек
- ракетно-космическая техника
- авиатехника (самолетостроение, вертолетостроение)
- судостроение (корабли, спортивное судостроение)
- автомобилестроение (спортивные автомобили, мотоциклы, тюнинг и отделка)
- наука и исследования
- спортивный инвентарь (велосипеды,роликовые коньки, удочки)
- медицинская техника
- рыболовные снасти (удилища)
- телефоно- и ноутбукостроение (отделка корпусов)
Wikimedia Foundation. 2010.