Калі справа даходзіць да правадоў, мы ў першую чаргу думаем пра медныя правады, алюмініевыя правады, жалезныя правады і іншыя металічныя правады.Усе яны зроблены з чыстага металічнага валачэння.Прычына выкарыстання металаў у тым, што ўсе металы маюць добрую электраправоднасць.Прычына таго, што металы маюць добрую электраправоднасць, заключаецца ў тым, што атамы металу маюць менш знешніх электронаў.Пасля таго, як яны аб'яднаны ў атамныя групы, знешні пласт кожнага атама таксама мае толькі адзін або два электроны і круціцца вакол яго, так што знешні пласт атама мае толькі адзін або два электроны.У пласце будзе больш электронных вакансій, таму староннія электроны могуць лёгка ўваходзіць і рухацца, а метал лёгка праводзіць электрычнасць, таму драты, якія мы бачылі, у асноўным металічныя.
Дзякуючы добрай электраправоднасці металу, токавыя правады ў асноўным металічныя.Ці можна замяніць драты іншымі бескантактавымі матэрыяламі?Таксама магчыма, як вугляроднае валакно.
Многія сябры ведаюць, што вугляроднае валакно вельмі трывалае, але яны не ведаюць, што некаторыя вугляродныя валакна праводзяць.Гэта таму, што такія валакна маюць атамную структуру, падобную да графіту, а графіт з'яўляецца добрым правадніком, які з'яўляецца свайго роду элементам вугляроду.Алатропы, кожны атам вугляроду ў графіце звязаны з трыма іншымі атамамі вугляроду вакол сябе, размешчанымі ў сотападобную шасцікутную структуру, у якой кожны атам вугляроду выпускае свабодны электрон, таму графіт праводзіць электрычнасць.Прадукцыйнасць вельмі добрая, прыкладна ў 100 разоў вышэй, чым у звычайных неметалічных матэрыялаў.
Аднак, нягледзячы на гэта, праводнасць току ў кампазітным дроце з вугляроднага валакна не залежыць ад вугляроднага валакна, таму што праводнасць вугляроднага валакна ўсё яшчэ не такая добрая, як у металу.Смала аб'ядноўвае падоўжна размешчаныя ніткі вугляроднага валакна ў адно цэлае, што робіць вугляроднае валакно менш праводным, таму вугляроднае валакно тут выкарыстоўваецца не для правядзення электрычнасці, а для вытрымкі вагі.Структура дроту з кампазітнага стрыжня з вугляроднага валакна падобная на структуру звычайнага алюмініевага шматжыльнага дроту са сталлю.Ён таксама дзеліцца на провад з унутраным стрыжнем і павярхоўны алюмініевы провад.Сядровы провад нясе вялікую частку механічных нагрузак самога дроту, у той час як знешні алюмініевы провад нясе задачу патоку току.
Аказваецца, што апорныя драты ў правадах - гэта ўсе сталёвыя дроты, звычайна сталёвыя тросы, скручаныя з 7 нітак сталёвага дроту, а звонку - гэта алюмініевы дрот, які складаецца з дзясяткаў нітак алюмініевых правадоў, але кампазіт з вугляроднага валакна дрот матэрыялу - гэта сярэдняя нітка кампазітнага матэрыялу з вугляроднага валакна, а вонкавы - чатырохкутны.Шматжыльны алюмініевы дрот, як паказана на малюнку ніжэй, злева - алюмініевы дрот са сталёвага дроту, а справа - кампазітны провад з вугляроднага валакна.
Мы ведаем, што хоць сталь мае добрую трываласць на разрыў і трываласць, яе шчыльнасць вельмі вялікая, таму яна вельмі цяжкая, але шчыльнасць кампазітных матэрыялаў з вугляроднага валакна значна меншая, складае толькі 1/4 сталі, і іх вага аднолькавая аб'ём.Тым не менш, сіла расцяжэння і трываласць вугляроднага валакна лепшыя, чым у сталі, як правіла, па меншай меры ўдвая перавышаюць сілу расцяжэння сталі, таму асноўная мэта выкарыстання кампазітных матэрыялаў з вугляроднага валакна - паменшыць вагу дроту і аднолькавую таўшчыню з вугляроднага валакна Паколькі цяга лепшая, ён таксама можа пераносіць больш алюмініевага дроту, робячы провад або кабель тоўшчы, каб прапускаць больш току.
Паколькі кампазітны дрот з вугляроднага валакна валодае вышэйзгаданымі выдатнымі ўласцівасцямі: нізкая шчыльнасць, лёгкі вага, вялікая сіла расцяжэння і моцная трываласць, калі гэты матэрыял можа выкарыстоўвацца на працягу доўгага часу, ён, верагодна, заменіць сталёвы дрот і алюмініевы дрот у будучыню.Звычайна выкарыстоўваны дрот і дрот з вугляроднага валакна награваюць, калі яны знаходзяцца пад напругай, таму яны таксама будуць выкарыстоўвацца ў якасці награвальнага дроту ў некаторых галінах прамысловасці.Такім чынам, цяперашні провад не абавязкова з'яўляецца металічным, і неметалічны провад таксама будзе з'яўляцца ўсё часцей і часцей.
Час публікацыі: 15 верасня 2022 г