Trije razlogi za izbiro kompozitov iz ogljikovih vlaken
Od poznega prejšnjega stoletja so ogljikova vlakna postala eden ključnih izrazov pri uporabi naprednih materialov. V praksi se ogljikova vlakna pogosto kombinirajo z matričnimi materiali, kot so smole, da se tvorijo kompoziti iz ogljikovih vlaken, ki se uporabljajo na različnih področjih. V tem članku bomo raziskali prednosti kompozitov iz ogljikovih vlaken.
1. Lahka in visoka trdnost: Najbolj znana prednost materialov iz ogljikovih vlaken je njihova lahka in visoka trdnost. Gostota materiala iz ogljikovih vlaken je le 1,7 g/m³, kar je 60 % gostote aluminijevih zlitin in manj kot 14 % gostote jekla. Ta lastnost prispeva k lahki strukturni zasnovi in omogoča široko uporabo v komponentah za zmanjšanje teže. Poleg tega so mehanske lastnosti ogljikovih vlaken izjemne; njegova natezna trdnost je nekajkrat večja od jekla, njegova specifična trdnost in specifični modul pa sta boljša od obstoječih strukturnih materialov. Ponaša se tudi z izjemno upogibno in strižno trdnostjo, s čimer učinkovito izpolnjuje zahteve uporabe.
2. Kemijske lastnosti: Glavna razlika med ogljikovimi vlakni in kovinskimi materiali je, da so ogljikova vlakna nekovinski material. Posledično imajo ogljikova vlakna nizko elektrokemično aktivnost, izjemno odpornost proti koroziji in staranju, zaradi česar so primerna za različna delovna okolja. Ta kakovost podaljšuje življenjsko dobo izdelkov iz ogljikovih vlaken.
3.Toplotne lastnosti: Proizvodnja ogljikovih vlaken zahteva visokotemperaturne procese karbonizacije in grafitizacije, ki zahtevajo izjemno visoke temperature. Zato karbonska vlakna sama prenesejo zelo visoke delovne temperature. Vendar se ogljikova vlakna običajno kombinirajo s smolo, da se tvorijo kompoziti iz ogljikovih vlaken, ki imajo običajno delovno temperaturo okoli 150 stopinj. Trenutno lahko termoplastični materiali iz ogljikovih vlaken dosežejo še višje delovne temperature. Materiali iz ogljikovih vlaken imajo tudi nizek koeficient toplotnega raztezanja, kar zagotavlja, da se ne deformirajo zaradi sprememb delovne temperature, kar zagotavlja dimenzijsko stabilnost.
