Kada su u pitanju žice, prvo mislimo na bakrene žice, aluminijske žice, željezne žice i ostale metalne žice.Svi su izrađeni od čistog metala za izvlačenje žice.Razlog zašto se koriste metali je taj što svi metali imaju dobru električnu vodljivost.Razlog zašto metali imaju dobru električnu vodljivost je taj što metalni atomi imaju manje vanjskih elektrona.Nakon što se spoje u atomske skupine, vanjski sloj svakog atoma također ima samo jedan ili dva elektrona i rotira oko njega, tako da vanjski sloj atoma ima samo jedan ili dva elektrona.U sloju će biti više slobodnih elektrona, tako da strani elektroni mogu lako ući i kretati se, a metal lako provodi elektricitet, tako da su žice koje smo vidjeli u osnovi metalne.
Zbog dobre vodljivosti metala, strujne žice su u osnovi metalne.Mogu li se žice zamijeniti drugim beskontaktnim materijalima?Također moguće, poput karbonskih vlakana.
Mnogi prijatelji znaju da su ugljična vlakna vrlo čvrsta, ali ne znaju da su neka ugljična vlakna vodljiva.To je zato što takva vlakna imaju atomsku strukturu sličnu grafitu, a grafit je dobar vodič, što je vrsta ugljičnog elementa.Alotropi, svaki atom ugljika u grafitu povezan je s tri druga atoma ugljika oko sebe, raspoređenih u šesterokutnu strukturu poput saća, u kojoj svaki atom ugljika emitira slobodni elektron, tako da grafit provodi elektricitet.Performanse su vrlo dobre, oko 100 puta veće od onih običnih nemetalnih materijala.
Međutim, čak i tako, provođenje struje u kompozitnoj žici od ugljičnih vlakana ne ovisi o ugljičnim vlaknima, jer vodljivost ugljičnih vlakana još uvijek nije tako dobra kao vodljivost metala.Smola integrira uzdužno raspoređene filamente ugljičnih vlakana u cjelinu, čime ugljična vlakna postaju manje vodljiva, pa se ugljična vlakna ovdje ne koriste za provođenje struje, već za nošenje težine.Struktura žice s jezgrom od kompozitnih ugljičnih vlakana slična je strukturi konvencionalne užarene aluminijske žice s čeličnom jezgrom.Također se dijeli na žicu s unutarnjom jezgrom i površinsku aluminijsku žicu.Žica s jezgrom snosi najveći dio mehaničkog naprezanja same žice, dok vanjska aluminijska žica snosi zadatak protoka struje.
Ispada da su nosive žice u žicama sve čelične žice, obično čelična užad upletena od 7 užadi čeličnih žica, a izvana je aluminijska žica sastavljena od desetaka užadi aluminijskih žica, ali kompozit ugljičnih vlakana materijalna žica je srednja žica kompozitnog materijala od karbonskih vlakana, a vanjska strana je četverokuta.Višestruka aluminijska žica, kao što je prikazano na donjoj slici, lijevo je aluminijska žica od čelične žice, a desno je žica od kompozitne jezgre od karbonskih vlakana.
Znamo da iako čelik ima dobru vlačnu čvrstoću i žilavost, njegova gustoća je vrlo velika, pa je vrlo težak, ali gustoća kompozitnih materijala od ugljičnih vlakana je mnogo manja, samo 1/4 čelika, a njegova težina je samo ista volumen.Međutim, vlačna sila i žilavost ugljičnih vlakana su bolji od čelika, općenito najmanje dvostruko veće od vlačne sile čelika, tako da je glavna svrha korištenja kompozitnih materijala od ugljičnih vlakana smanjenje težine žice i ista debljina od karbonskih vlakana Budući da je vučna sila bolja, također može nositi više aluminijske žice, čineći žicu ili kabel debljima da prođu više struje.
Budući da kompozitna žica od ugljičnih vlakana ima gore navedena izvrsna svojstva male gustoće, male težine, velike vlačne sile i jake žilavosti, ako se ovaj materijal može koristiti dulje vrijeme, vjerojatno će zamijeniti čeličnu žicu i aluminijsku žicu u budućnost.Često korištena žica i žica od karbonskih vlakana ima učinak zagrijavanja kada je pod naponom, tako da će se također koristiti kao žica za grijanje u nekim industrijama.Stoga trenutna žica nije nužno metalna, a nemetalna žica također će se sve češće pojavljivati.
Vrijeme objave: 15. rujna 2022