Ko govorimo o žicah, najprej pomislimo na bakrene žice, aluminijaste žice, železne žice in druge kovinske žice.Vsi so izdelani iz čiste kovinske vlečene žice.Razlog za uporabo kovin je ta, da imajo vse kovine dobro električno prevodnost.Razlog, zakaj imajo kovine dobro električno prevodnost, je, ker imajo kovinski atomi manj zunanjih elektronov.Potem ko so združeni v atomske skupine, ima tudi zunanja plast vsakega atoma samo enega ali dva elektrona in se vrti okoli njega, tako da ima zunanja plast atoma le enega ali dva elektrona.V plasti bo več prostih elektronov, tako da lahko tuji elektroni zlahka vstopijo in se premikajo, kovina pa zlahka prevaja elektriko, zato so žice, ki smo jih videli, v bistvu kovinske.
Zaradi dobre prevodnosti kovine so tokovne žice v osnovi kovinske.Ali je mogoče žice zamenjati z drugimi brezkontaktnimi materiali?Možno tudi, kot ogljikova vlakna.
Mnogi prijatelji vedo, da so ogljikova vlakna zelo močna, vendar ne vedo, da so nekatera ogljikova vlakna prevodna.To je zato, ker imajo takšna vlakna podobno atomsko strukturo kot grafit, grafit pa je dober prevodnik, ki je neke vrste ogljikov element.Alotropi, vsak atom ogljika v grafitu je povezan s tremi drugimi atomi ogljika okoli sebe, razporejenimi v šesterokotno strukturo, podobno satovju, v kateri vsak atom ogljika oddaja prosti elektron, tako da grafit prevaja elektriko.Zmogljivost je zelo dobra, približno 100-krat večja kot pri navadnih nekovinskih materialih.
Kljub temu pa prevodnost toka v kompozitni žici iz ogljikovih vlaken ni odvisna od ogljikovih vlaken, ker prevodnost ogljikovih vlaken še vedno ni tako dobra kot prevodnost kovine.Smola združuje vzdolžno razporejene filamente ogljikovih vlaken v celoto, zaradi česar so ogljikova vlakna manj prevodna, zato se ogljikova vlakna tukaj ne uporabljajo za prevajanje elektrike, temveč za prenašanje teže.Struktura jedrne žice iz kompozitnih ogljikovih vlaken je podobna strukturi običajne aluminijaste vpredene žice z jeklenim jedrom.Razdeljen je tudi na žico z notranjim jedrom in površinsko aluminijasto žico.Jedrna žica nosi večino mehanskih obremenitev same žice, medtem ko zunanja aluminijasta žica nosi nalogo pretoka toka.
Izkazalo se je, da so nosilne žice v žicah vse jeklene žice, običajno jeklene žične vrvi, zvite iz 7 pramenov jeklenih žic, zunanja stran pa je aluminijasta žica, sestavljena iz desetin pramenov aluminijastih žic, vendar kompozit ogljikovih vlaken materialna žica je srednji pramen kompozitnega materiala iz ogljikovih vlaken, zunanja stran pa je štirikotna.Večžilna aluminijasta žica, kot je prikazano na spodnji sliki, levo je aluminijasta žica iz jeklene žice, desna pa je jedrna žica iz kompozitnih ogljikovih vlaken.
Vemo, da čeprav ima jeklo dobro natezno trdnost in žilavost, je njegova gostota zelo velika, zato je zelo težko, vendar je gostota kompozitnih materialov iz ogljikovih vlaken veliko manjša, le 1/4 jekla, njegova teža pa je le enaka glasnost.Vendar sta natezna sila in žilavost ogljikovih vlaken boljši kot pri jeklu, na splošno vsaj dvakrat večja od natezne sile jekla, zato je glavni namen uporabe kompozitnih materialov iz ogljikovih vlaken zmanjšanje teže žice in enaka debelina iz ogljikovih vlaken Ker je vlečna sila boljša, lahko nosi tudi več aluminijaste žice, zaradi česar je žica ali kabel debelejši, da prepušča več toka.
Ker ima kompozitna žica iz ogljikovih vlaken zgoraj omenjene odlične lastnosti nizke gostote, majhne teže, velike natezne sile in močne žilavosti, bo ta material verjetno nadomestil jekleno žico in aluminijasto žico, če se lahko uporablja dlje časa. prihodnost.Običajno uporabljena žica in žica iz ogljikovih vlaken ima učinek segrevanja, ko je pod napetostjo, zato se bo uporabljala tudi kot grelna žica v nekaterih industrijah.Zato trenutna žica ni nujno kovina, nekovinska žica pa se bo vse pogosteje pojavljala.
Čas objave: 15. september 2022