Када је реч о жицама, прво помислимо на бакарне жице, алуминијумске жице, гвоздене жице и друге металне жице.Сви су направљени од чисте металне жице.Разлог зашто се користе метали је тај што сви метали имају добру електричну проводљивост.Разлог зашто метали имају добру електричну проводљивост је тај што атоми метала имају мање спољашњих електрона.Након што се комбинују у атомске групе, спољни слој сваког атома такође има само један или два електрона и ротира око себе, тако да спољашњи слој атома има само један или два електрона.У слоју ће бити више електронских слободних места, тако да страни електрони могу лако да уђу и померају се, а метал лако спроводи електричну енергију, тако да су жице које смо видели у основи металне.
Због добре проводљивости метала, струјне жице су у основи металне.Да ли се жице могу заменити другим материјалима који нису у контакту?Такође могуће, попут угљеничних влакана.
Многи пријатељи знају да су карбонска влакна веома чврста, али не знају да су нека карбонска влакна проводљива.То је зато што таква влакна имају атомску структуру сличну графиту, а графит је добар проводник, који је врста угљеничног елемента.Алотропи, сваки атом угљеника у графиту је повезан са три друга атома угљеника око себе, распоређених у хексагоналну структуру налик саћу, у којој сваки атом угљеника емитује слободан електрон, па графит спроводи електричну енергију.Перформансе су веома добре, око 100 пута веће од обичних неметалних материјала.
Међутим, чак и тако, проводљивост струје у композитној жици од угљеничних влакана не зависи од угљеничних влакана, јер проводљивост угљеничних влакана још увек није тако добра као проводљивост метала.Смола интегрише уздужно распоређене филаменте угљеничних влакана у целину, што чини карбонска влакна мање проводљивом, тако да се карбонска влакна овде не користе за провођење струје, већ за ношење тежине.Структура жице од композитног језгра од угљеничних влакана је слична оној конвенционалне алуминијумске жице са челичним језгром.Такође је подељен на жицу унутрашњег језгра и површинску алуминијумску жицу.Жица са језгром носи највећи део механичког напрезања саме жице, док спољна алуминијумска жица носи задатак струјног тока.
Испоставило се да су носиве жице у жицама све челичне жице, обично челична ужад уплетена од 7 нити челичних жица, а споља је алуминијумска жица састављена од десетина нити алуминијумских жица, али композит од угљеничних влакана материјална жица је средња нит од композитног материјала од угљеничних влакана, а споља је четвороугаона.Вишеструка алуминијумска жица, као што је приказано на слици испод, лево је алуминијумска жица од челичне жице, а десно је жица од композитног језгра од угљеничних влакана.
Знамо да иако челик има добру затезну чврстоћу и жилавост, његова густина је веома велика, тако да је веома тежак, али је густина композитних материјала од угљеничних влакана много мања, само 1/4 челика, а његова тежина је иста обим.Међутим, сила затезања и жилавост карбонских влакана су боља од оне од челика, углавном најмање двоструко већа од силе затезања челика, тако да је главна сврха употребе композитних материјала од угљеничних влакана смањење тежине жице и исте дебљине од угљеничних влакана Пошто је вуча боља, може да носи и више алуминијумске жице, чинећи жицу или кабл дебљим да пропуштају више струје.
Пошто композитна жица од угљеничних влакана има горе поменута одлична својства мале густине, мале тежине, велике силе затезања и јаке жилавости, ако се овај материјал може користити дуго времена, вероватно ће заменити челичну жицу и алуминијумску жицу у Будућност.Обично коришћена жица и жица од угљеничних влакана имају ефекат грејања када је под напоном, тако да ће се користити и као жица за грејање у неким индустријама.Према томе, тренутна жица није нужно метална, а неметална жица ће се такође све чешће појављивати.
Време поста: 15.09.2022