Bei Drähten denken wir zuerst an Kupferdrähte, Aluminiumdrähte, Eisendrähte und andere Metalldrähte.Sie sind alle aus reinem Metalldrahtziehen gefertigt.Der Grund, warum Metalle verwendet werden, ist, dass alle Metalle eine gute elektrische Leitfähigkeit haben.Der Grund für die gute elektrische Leitfähigkeit von Metallen liegt darin, dass die Metallatome weniger Außenelektronen haben.Nachdem sie zu Atomgruppen zusammengefasst sind, hat die äußere Schicht jedes Atoms auch nur ein oder zwei Elektronen und rotiert um sie herum, so dass die äußere Schicht des Atoms nur ein oder zwei Elektronen hat.Es wird mehr Elektronenleerstellen in der Schicht geben, sodass die Fremdelektronen leicht eindringen und sich bewegen können, und das Metall Strom leicht leiten kann, sodass die Drähte, die wir gesehen haben, im Grunde aus Metall sind.
Aufgrund der guten Leitfähigkeit von Metall sind die Stromdrähte grundsätzlich aus Metall.Können die Drähte durch andere berührungslose Materialien ersetzt werden?Auch möglich, wie Kohlefaser.
Viele Freunde wissen, dass Kohlefaser sehr zäh ist, aber sie wissen nicht, dass einige Kohlefasern leitfähig sind.Das liegt daran, dass solche Fasern eine ähnliche atomare Struktur wie Graphit haben und Graphit ein guter Leiter ist, der eine Art Kohlenstoffelement ist.Allotrope, jedes Kohlenstoffatom in Graphit ist mit drei anderen Kohlenstoffatomen um es herum verbunden, die in einer wabenartigen sechseckigen Struktur angeordnet sind, in der jedes Kohlenstoffatom ein freies Elektron emittiert, sodass Graphit Strom leitet.Die Leistung ist sehr gut, etwa 100-mal höher als die von gewöhnlichen nichtmetallischen Materialien.
Trotzdem hängt die Stromleitung im Kohlefaser-Verbunddraht nicht von der Kohlefaser ab, weil die Leitfähigkeit der Kohlefaser immer noch nicht so gut ist wie die von Metall.Das Harz integriert die längs angeordneten Kohlefaserfilamente zu einem Ganzen, wodurch die Kohlefaser weniger leitfähig wird, sodass die Kohlefaser hier nicht dazu dient, Strom zu leiten, sondern Gewicht zu tragen.Die Struktur des Kerndrahts aus Kohlefaser-Verbundstoff ist ähnlich der des herkömmlichen Litzendrahts aus Aluminium mit Stahlkern.Es wird auch in den inneren Kerndraht und den Oberflächenaluminiumdraht unterteilt.Der Kerndraht trägt den größten Teil der mechanischen Belastung des Drahtes selbst, während der äußere Aluminiumdraht die Stromflussaufgabe trägt.
Es stellt sich heraus, dass die tragenden Drähte in den Drähten alle Stahldrähte sind, normalerweise Stahldrahtseile, die aus 7 Strängen aus Stahldrähten verdrillt sind, und die Außenseite ein Aluminiumdraht ist, der aus Dutzenden von Strängen aus Aluminiumdrähten besteht, aber der Kohlefaserverbundwerkstoff Materialdraht ist ein mittlerer Strang aus Kohlefaserverbundmaterial, und die Außenseite ist viereckig.Mehradriger Aluminiumdraht, wie in der Abbildung unten gezeigt, links ist der Stahldraht-Aluminiumdraht und rechts der Kohlefaser-Verbundkerndraht.
Wir wissen, dass Stahl zwar eine gute Zugfestigkeit und Zähigkeit hat, aber seine Dichte sehr groß ist, also sehr schwer, aber die Dichte von Kohlefaserverbundwerkstoffen ist viel geringer, nur 1/4 von Stahl, und sein Gewicht ist nur das gleiche Volumen.Die Zugkraft und Zähigkeit von Kohlefaser sind jedoch besser als die von Stahl, im Allgemeinen mindestens doppelt so hoch wie die Zugkraft von Stahl. Daher besteht der Hauptzweck der Verwendung von Kohlefaser-Verbundwerkstoffen darin, das Gewicht des Drahtes bei gleicher Dicke zu reduzieren Kohlefaser Da die Zugkraft besser ist, kann auch mehr Aluminiumdraht transportiert werden, wodurch der Draht oder das Kabel dicker wird, um mehr Strom zu leiten.
Da der Kohlefaser-Verbunddraht die oben erwähnten hervorragenden Eigenschaften von geringer Dichte, geringem Gewicht, großer Zugkraft und starker Zähigkeit aufweist, ist es wahrscheinlich, dass dieses Material, wenn es für eine lange Zeit verwendet werden kann, den Stahldraht und den Aluminiumdraht ersetzt die Zukunft.Der üblicherweise verwendete Draht und der Kohlefaserdraht haben einen Heizeffekt, wenn er mit Strom versorgt wird, sodass er in einigen Branchen auch als Heizdraht verwendet wird.Daher ist der Stromdraht nicht unbedingt ein Metall, und der nichtmetallische Draht wird auch immer häufiger erscheinen.
Postzeit: 15. September 2022