Porównanie włosa ludzkiego (jasny) i pojedynczej nici włókna węglowego

Tkanina z włókna węglowego

Włókno węglowe (włókno karbonizowane) – włókno powstające w wyniku kontrolowanej pirolizy poliakrylonitrylu i innych polimerów organicznych, składające się prawie wyłącznie z rozciągniętych struktur węglowych podobnych chemicznie do grafitu .

Ich wysoce zorganizowana struktura nadaje im dużą wytrzymałość mechaniczną, a fakt, że składają się prawie wyłącznie z grafitu, powoduje, że są one nietopliwe i odporne chemicznie. Włókna te są stosowane jako materiał konstrukcyjny w wielu laminatach , które wspólnie nazywa się czasami "karbonami". Dodatek włókien węglowych powoduje też wzmocnienie żagli jachtowych oraz powoduje polepszenie właściwości materiału z którego wykonywane są namioty .

Włókna te dzieli się na dwa rodzaje:^[]

1. Właściwe włókna węglowe, które zawierają 80-98% węgla, ich grafitowa struktura jest słabo rozwinięta i mało zorientowana; włókna węglowe z poliakrylonitrylu mają moduł Younga E ok. 90 GPa , a wytrzymałość na rozciąganie Rr ok. 900 MPa.
2. Włókna grafitowe zawierają ok. 99% węgla z dobrze wykształconą i zorientowaną grafitową strukturą krystaliczną ; włókno grafitowe z poliakrylonitrylu mają moduł E ok. 420 GPa, wytrzymałość Rr ok. 2 500 MPa.

Karbon to potoczne, nietechniczne określenie laminatów z włókien węglowych i materiałów kompozytowych opartych na tych włóknach.

Zastosowania

Włókno węglowe stosowane jest coraz częściej w przemyśle jako zbrojenie laminatów opartych na żywicach epoksydowych wysokiej jakości. Stosowane jest szczególnie tam gdzie wymagana jest wysoka wytrzymałość produktu w połączeniu z małym ciężarem. Przykładowo przemysł energetyczny wykorzystuje takie laminaty do produkcji łopat elektrowni wiatrowych , w przemyśle lotniczym do wytwarzania śmigieł i komponentów wzmacniających strukturę kadłuba i skrzydeł, w produkcji jachtów do elementów szczególnie narażonych na duże obciążenia jak stery, miecze, maszty, kadłub, a nawet jako wzmocnienie żagli. Od dawna materiał ten stosowany jest w dziedzinie sportów ekstremalnych, bolidy Formuły 1 zbudowane są głównie z karbonu.

Producenci

PAN aerospace/high end carbon fiber:

• Toray Industries (largest worldwide manufacturer)
• Toho Tenax
• Mitsubishi Rayon
• Hexcel
• Cytec Industries
• Schunk Gruppe

Linki zewnętrzne

• portal o tkaninach węglowych informacje nt. włókna węglowego