Care este diferența dintre fibra de carbon și Kevlar?

Ce este fibra de carbon?

Fibrele de carbon sunt fire lungi și subțiri formate în principal din atomi de carbon legați împreună în cristale microscopice.

Cristalele sunt aliniate, ceea ce le face foarte puternice. Acestea sunt apoi răsucite împreună, la fel ca procesul de producție a bumbacului, pentru a face fire. Firele sunt apoi țesute împreună pentru a face pânză din fibră de carbon. Există diferite tipuri de țesături pentru fibra de carbon:

Țesătură simplă: Cunoscută și sub numele de sus/jos standard bidirecțional, este foarte ușor de manevrat datorită țesăturii strânse.

Twill: model diagonal de peste peste și dedesubt Este cel mai cunoscut model din fibră de carbon și oferă o formă mai liberă decât modelele normale, făcându-l mai potrivit pentru forme mai complexe.

Satin: Satinul are o asemănare asemănătoare cărămizii, care provine de la numere care sunt mai mult de (de obicei patru sau opt) până la mai puțin de unu. Acest model nu este cel mai ușor de lucrat, dar funcționează cel mai bine cu curbe complexe.

Unidirecțional: După cum sugerează și numele, toate firele sunt unidirecționale. Nu există țesătură, de obicei firul este folosit pentru a-l ține împreună, dar acest lucru nu schimbă structura fibrei de carbon. Cel mai bun pentru matrițe care sunt solicitate pe o singură axă

Cum se face fibra de carbon?

Fiecare producător de fibră de carbon are propria metodă de fabricare a materialului pentru a-i conferi rezistență sau caracteristici estetice de vânzare. De obicei, totuși, toate fibrele de carbon provin din polimeri organici, care sunt lanțuri moleculare de atomi de carbon ținute împreună.

Procesul de fabricație PAN (poliacrilonitril) reprezintă aproximativ 90% din întreaga producție a fibrei de carbon și este împărțit în cinci etape:

Poliacrilonitrilul este amestecat cu alte articole și filat în fibre, care sunt apoi întinse și curățate.

apoi se adaugă substanțe chimice pentru a se stabiliza

Adăugând căldură, temperaturile ridicate ajută la formarea cristalelor de carbon strâns legate.

Fibrele sunt oxidate pentru a îmbunătăți proprietățile de legare.

În cele din urmă, firele sunt acoperite și înfășurate în fire de diferite dimensiuni. Înainte ca fibra de carbon să devină un compozit, se adaugă un polimer, iar firele și polimerul sunt legate împreună prin căldură, presiune sau vid pentru a forma compozitul.

Ca și în cazul oricărui proces de fabricație, materialele utilizate vor crea calități și efecte specifice în fibra de carbon, permițând diferențe de gradare și aplicare.

Care sunt beneficiile fibrei de carbon?

Fibra de carbon este cunoscută pentru greutatea sa ușoară și rezistența ridicată, ceea ce o face un material compozit avansat ideal în industriile maritime, auto și aerospațiale. Beneficiile cheie includ:

Raport excelent rezistență-greutate

rezistență ridicată la căldură

Rezistență ridicată la chimicale/coroziune (atunci când este utilizat cu rășina corectă)

Extrem de flexibil pentru o mare varietate de aplicații

proprietăți excelente la oboseală

Potrivit pentru o varietate de materiale diferite

conductivitate electrică și termică

Are un coeficient scăzut de dilatare termică

Care sunt dezavantajele fibrei de carbon?

În ciuda numeroaselor sale avantaje, fibra de carbon este încă un material compozit relativ nou, dar are și câteva dezavantaje:

Scump în comparație cu alte materiale compozite

Producția necesită mai mult forță de muncă

În prezent, nu este reciclabilă, fibra de carbon este adesea folosită în loc de oțel sau aluminiu, ambele fiind materiale reciclabile

Se va crăpa/se va sparge atunci când își depășește capacitatea

Dacă este deteriorat, acesta trebuie înlocuit, nu reparat ca structurile metalice