Når det gjelder ledninger tenker vi først på kobbertråder, aluminiumstråder, jerntråder og andre metalltråder.De er alle laget av ren metalltrådtrekk.Grunnen til at metaller brukes er at alle metaller har god elektrisk ledningsevne.Grunnen til at metaller har god elektrisk ledningsevne er fordi metallatomene har færre ytre elektroner.Etter at de er kombinert til atomgrupper, har det ytre laget av hvert atom også bare ett eller to elektroner og roterer rundt det, slik at det ytre laget av atomet bare har ett eller to elektroner.Det blir flere elektronvakanser i laget, så fremmedelektronene kan lett komme inn og bevege seg, og metallet har lett for å lede strøm, så ledningene vi har sett er i utgangspunktet metall.
På grunn av den gode ledningsevnen til metall er strømledningene i utgangspunktet metall.Kan ledningene erstattes av andre berøringsfrie materialer?Også mulig, som karbonfiber.
Mange venner vet at karbonfiber er veldig tøft, men de vet ikke at noen karbonfibre er ledende.Dette er fordi slike fibre har en atomstruktur som ligner grafitt, og grafitt er en god leder, som er et slags karbonelement.Allotroper, hvert karbonatom i grafitt er forbundet med tre andre karbonatomer rundt seg, arrangert i en honeycomb-lignende sekskantet struktur, der hvert karbonatom avgir et fritt elektron, så grafitt leder elektrisitet.Ytelsen er veldig god, omtrent 100 ganger høyere enn for vanlige ikke-metalliske materialer.
Imidlertid avhenger ikke strømledningen i karbonfiberkomposittledningen av karbonfiber, fordi ledningsevnen til karbonfiber fortsatt ikke er like god som metall.Harpiksen integrerer de langsgående karbonfiberfilamentene til en helhet, noe som gjør karbonfiberen mindre ledende, så karbonfiberen her brukes ikke til å lede elektrisitet, men til å bære vekt.Strukturen til karbonfiberkomposittkjernetråden er lik strukturen til den konvensjonelle stålkjernet aluminiumtråden.Den er også delt inn i den indre kjernetråden og overflaten av aluminiumtråden.Kjernetråden bærer mesteparten av den mekaniske belastningen til selve ledningen, mens den ytre aluminiumstråden bærer strømningsoppgaven.
Det viser seg at de bærende ledningene i ledningene alle er ståltråder, vanligvis ståltau vridd av 7 tråder av ståltråder, og utsiden er en aluminiumstråd sammensatt av dusinvis av tråder av aluminiumtråder, men karbonfiberkompositten materialtråd er en midtstreng av karbonfiberkomposittmateriale, og utsiden er firkantet.Flertrådet aluminiumstråd, som vist i figuren nedenfor, venstre er ståltråden aluminiumstråd, og høyre er karbonfiberkomposittkjernetråden.
Vi vet at selv om stål har god strekkstyrke og seighet, er tettheten veldig stor, så den er veldig tung, men tettheten til karbonfiberkomposittmaterialer er mye mindre, bare 1/4 av stål, og vekten er bare den samme volum.Imidlertid er strekkkraften og seigheten til karbonfiber bedre enn stål, vanligvis minst to ganger strekkkraften til stål, så hovedformålet med å bruke karbonfiberkomposittmaterialer er å redusere vekten av ledningen og samme tykkelse av karbonfiber Fordi trekket er bedre, kan det også bære mer aluminiumtråd, noe som gjør ledningen eller kabelen tykkere for å føre mer strøm.
Siden karbonfiberkompositttråden har de ovennevnte utmerkede egenskapene med lav tetthet, lett vekt, stor strekkkraft og sterk seighet, hvis dette materialet kan brukes i lang tid, vil det sannsynligvis erstatte ståltråden og aluminiumstråden i fremtiden.Den ofte brukte ledningen, og karbonfibertråden har en varmeeffekt når den er energisert, så den vil også bli brukt som varmetråd i noen bransjer.Derfor er den nåværende ledningen ikke nødvendigvis et metall, og den ikke-metalliske ledningen vil også bli mer og mer dukke opp oftere.
Innleggstid: 15. september 2022