Borová vlákna

V tomto článku se ponoříme do fascinujícího světa Borová vlákna. Jde o téma, které vyvolalo v současné společnosti velký zájem, rozproudilo debaty, protichůdné názory a nekonečné úvahy. V tomto smyslu navrhujeme prozkoumat různé aspekty, které nám Borová vlákna nabízí, od jeho počátků až po jeho dnešní dopad. Od svého vlivu na populární kulturu až po její význam ve specifičtějších oblastech se Borová vlákna podařilo upoutat pozornost širokého spektra populace. Bezesporu jde o téma, které nenechává nikoho lhostejným a které si zaslouží hloubkovou analýzu, abychom pochopili jeho skutečný rozsah.

Krystaly boraxu, jedné z borových sloučenin

Borová vlákna jsou amorfní materiál získaný nanášením plynného boru na tenká vlákna z wolframu nebo uhlíku.[1]

Výroba vláken

Průmyslově se borová vlákna začala vyrábět v 60. letech 20. století (obchodní značka Borsic).[2] K výrobě lze využít chemickou depozici z plynné fáze (CVD, Chemical Vapor Deposition). Používá se vertikálně uložený reaktor, do jeho horní části se přivádí chlorid boritý a vodík, jejich reakcí při teplotě cca 1300 °C vzniká plynný bor a chlorovodík.

2 BCl3(g) + 3 H2(g) → 2 B(s) + 6 HCl(g)

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 >6,0 GPa[4]
  • Pevnost v tahu 4,00 GPa
  • Modul pružnosti 428 GPa
  • Hustota 2,61 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.[7] 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.[8]

Odkazy

Reference

  1. ↑ Vlákna pro kompozity . . S. 51–52. Dostupné v archivu pořízeném z originálu. 
  2. ↑ VELTRI, R.; GALASSO, F. Tensile Strength of Boron Filament coated with Silicon Carbide and of Uncoated Boron Filament at Elevated Temperatures. Nature. 1968-11, roč. 220, čís. 5169, s. 781–782. Dostupné online . ISSN 0028-0836. doi:10.1038/220781b0. (anglicky) 
  3. ↑ BORON FIBER PRODUCTS And APPLICATIONS . . Dostupné v archivu pořízeném z originálu. 
  4. ↑ Boron Fiber Pricing by Linear Foot and Weight with Pricing Tiers. Specialty Materials . . Dostupné online. (anglicky) 
  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. ↑ Fiber types. www.angelfire.com . . Dostupné online. 
  8. ↑ Hybridní prepregy (anglicky): http://www.specmaterials.com/hyborprepregtape.htm Archivováno 30. 10. 2009 na Wayback Machine.

Literatura

Související články