Borová vlákna

Borová vlákna jsou textilní materiál získaný nanášením plynného boru na tenké dráty z wolframu nebo z uhlíku.[1]

Krystaly boraxu, jedné z borových sloučenin

Výroba vláken

Průmyslově se borová vlákna začala vyrábět v 60. letech 20. století (obchodní značka Borsic).[2] K výrobě podle dosud jedině známé technologie zvané CVD (Chemical Valpor Deposition) se používá vertikálně uložený reaktor. Do jeho horní části se přivádí chlorid boritý (), který se při cca 1300 °C rozkládá na plynný bor a páry kyseliny solné (HCl). Bor pak kondenzuje na wolframovém drátu o průměru kolem 12 µm a tak vzniká monofil s tloušťkou 76-142 µm (nejméně pětinásobek tloušťky vlněného vlákna). Namísto wolframu se později začal používat lehčí a levnější uhlík (vyrobený ze smoly). Na povrchu drátu se z boru vytváří jemná krystalická struktura, která zaručuje dobrou přilnavost (např. matrice kompozitu k vláknu).[3]

Vlastnosti vláken
  • Pevnost v tlaku 6,9 GPa[4]
  • Tažná pevnost 3,45 GPa
  • Modul pružnosti 400 GPa
  • Hustota 2,46 g/cm³

Použití

Borová vlákna se zařazují do skupiny výrobků s vysokoteplotní aplikací (stejně jako např. karbid křemíku(SiC)). Dosud se používají výhradně ve formě filamentu na výrobu prepregů, buďto paralelně ložené[5] nebo tkané.[6]

Z prepregů se pak vyrábí součásti extrémně namáhané tlakem v letectví, vojenské technice a případně u sportovního nářadí. Jedna z překážek pro širší použití borových vláken je velmi vysoká cena: Např. prepreg se 40 filamenty na cm stojí 660 USD/kg a s 80/cm stojí 1200 USD/kg. Známé jsou také tzv. hybridní prepregy ze směsi boru a uhlíku.[7]

Literatura
  • P.T.Peters: Handbook of Composites, Chapman & Hall 1998, ISBN 0-412-54020-7

Reference
  1. Kořínek: Vlákna pro kompozity: http://www.volny.cz/zkorinek/vlakna.pdf
  2. Výroba borových filamentů v roce 1968 (anglicky): http://www.nature.com/nature/journal/v220/n5169/abs/220781b0.html
  3. Technologie výroby borového vlákna (anglicky): http://www.specmaterials.com/boronfiber.htm
  4. Pevnost borových vláken v tlaku (anglicky): http://www.specmaterials.com/pdfs/boroncompressionstrengthanalysis.pdf Archivováno 1. 6. 2020 na Wayback Machine
  5. Pásy z epoxidovaných filamentů (anglicky): http://www.specmaterials.com/boronprepregtape.htm Archivováno 18. 11. 2009 na Wayback Machine
  6. Tkanina s 80 borovými filamenty na cm v útku a s 2 polyesterovými nitěmi/cm v osnově (anglicky): http://www.specmaterials.com/drywovenboronfabric.htm Archivováno 23. 1. 2010 na Wayback Machine
  7. Hybridní prepregy (anglicky): http://www.specmaterials.com/hyborprepregtape.htm Archivováno 30. 10. 2009 na Wayback Machine

Související články
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.