Bij draden denken we in eerste instantie aan koperdraden, aluminiumdraden, ijzerdraden en andere metaaldraden.Ze zijn allemaal gemaakt van puur metaaldraadtrekken.De reden waarom metalen worden gebruikt, is dat alle metalen een goede elektrische geleidbaarheid hebben.De reden waarom metalen een goede elektrische geleidbaarheid hebben, is omdat de metaalatomen minder buitenste elektronen hebben.Nadat ze zijn gecombineerd tot atomaire groepen, heeft de buitenste laag van elk atoom ook slechts één of twee elektronen en roteert daaromheen, zodat de buitenste laag van het atoom slechts één of twee elektronen heeft.Er zullen meer elektronenvacatures in de laag zijn, dus de vreemde elektronen kunnen gemakkelijk binnenkomen en bewegen, en het metaal is gemakkelijk om elektriciteit te geleiden, dus de draden die we hebben gezien zijn in wezen van metaal.
Door de goede geleidbaarheid van metaal zijn de stroomdraden in principe van metaal.Kunnen de draden worden vervangen door andere contactloze materialen?Ook mogelijk, zoals koolstofvezel.
Veel vrienden weten dat koolstofvezel erg taai is, maar ze weten niet dat sommige koolstofvezels geleidend zijn.Dit komt omdat dergelijke vezels een atomaire structuur hebben die lijkt op grafiet, en grafiet is een goede geleider, wat een soort koolstofelement is.Allotropen, elk koolstofatoom in grafiet is verbonden met drie andere koolstofatomen eromheen, gerangschikt in een honingraatachtige hexagonale structuur, waarin elk koolstofatoom een vrij elektron uitzendt, dus grafiet geleidt elektriciteit.De prestaties zijn zeer goed, ongeveer 100 keer hoger dan die van gewone niet-metalen materialen.
Toch is de stroomgeleiding in de koolstofvezelcomposietdraad niet afhankelijk van koolstofvezel, omdat de geleidbaarheid van koolstofvezel nog steeds niet zo goed is als die van metaal.De hars integreert de longitudinaal gerangschikte koolstofvezelfilamenten tot een geheel, waardoor de koolstofvezel minder geleidend wordt, de koolstofvezel wordt hier dus niet gebruikt om elektriciteit te geleiden, maar om gewicht te dragen.De structuur van de kerndraad van koolstofvezelcomposiet is vergelijkbaar met die van de conventionele gevlochten aluminiumdraad met stalen kern.Het is ook verdeeld in de binnenste kerndraad en de oppervlakte-aluminiumdraad.De kerndraad draagt de meeste mechanische spanning van de draad zelf, terwijl de buitenste aluminiumdraad de stroomstroomtaak draagt.
Het blijkt dat de dragende draden in de draden allemaal staaldraden zijn, meestal staalkabels die zijn gedraaid uit 7 strengen staaldraden, en de buitenkant is een aluminiumdraad die is samengesteld uit tientallen strengen aluminiumdraden, maar de koolstofvezelcomposiet materiaaldraad is een middelste streng van koolstofvezelcomposietmateriaal en de buitenkant is vierhoekig.Meeraderige aluminiumdraad, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding, links is de staaldraad aluminiumdraad en rechts is de kerndraad van koolstofvezelcomposiet.
We weten dat hoewel staal een goede treksterkte en taaiheid heeft, de dichtheid erg groot is, dus het is erg zwaar, maar de dichtheid van koolstofvezelcomposietmaterialen is veel kleiner, slechts 1/4 van staal, en het gewicht is slechts hetzelfde volume.De trekkracht en taaiheid van koolstofvezel zijn echter beter dan die van staal, over het algemeen minstens tweemaal de trekkracht van staal, dus het belangrijkste doel van het gebruik van koolstofvezelcomposietmaterialen is om het gewicht van de draad te verminderen en dezelfde dikte van koolstofvezel Omdat de trekkracht beter is, kan hij ook meer aluminiumdraad dragen, waardoor de draad of kabel dikker wordt om meer stroom door te laten.
Aangezien de koolstofvezelcomposietdraad de bovengenoemde uitstekende eigenschappen heeft van lage dichtheid, lichtgewicht, grote trekkracht en sterke taaiheid, zal het, als dit materiaal lange tijd kan worden gebruikt, waarschijnlijk de staaldraad en aluminiumdraad vervangen in de toekomst.De veelgebruikte draad en de koolstofvezeldraad heeft een verwarmingseffect wanneer deze onder spanning staat, dus zal deze in sommige industrieën ook als verwarmingsdraad worden gebruikt.Daarom is de huidige draad niet noodzakelijkerwijs een metaal en zal de niet-metalen draad ook steeds vaker voorkomen.
Posttijd: 15 september 2022