Fibra de carbono

Composición y propiedades de la fibra de carbono

La fibra de carbono es un tipo de material de fibra de alto rendimiento cuyo componente principal es el carbono.

• Alta resistencia

Esta gran resistencia se debe a su microestructura única. Su apretada estructura hace que pueda soportar enormes fuerzas externas sin romperse fácilmente. En términos de compresión de fibra de carbono, aunque su rendimiento de compresión es ligeramente peor que la tracción, todavía muestra una buena resistencia, y la resistencia a la compresión de fibra de carbono en comparación con el acero, en la resistencia específica (relación resistencia / densidad) tiene una ventaja significativa, en la industria aeroespacial y otras áreas que son extremadamente sensibles al peso del material, esta característica hace que se destaque.

• Baja densidad

La densidad de la fibra de carbono es de entre 1,5 y 2,0 g/cm³, es decir, sólo 1/4-1/5 de la densidad del acero. La baja densidad de la fibra de carbono se debe principalmente a su microestructura especial. La fibra orgánica se carboniza a alta temperatura, durante la cual se elimina un gran número de elementos que no son carbono, como el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno, y los átomos de carbono forman un grafito-dispuesta a lo largo del eje de la fibra. Esta disposición confiere a la fibra de carbono una gran resistencia y una estructura interna relativamente laxa, con un gran espaciado atómico y una mayoría de peso ligero. átomos de carbonopor lo que la densidad global es baja.

• Buena estabilidad química

La fibra de carbono tiene buena tolerancia a los productos químicos en general, puede mantener un rendimiento estable en una variedad de entornos químicos como ácidos y álcalis, y no es fácil que las reacciones químicas degraden el rendimiento, lo que garantiza su trabajo fiable a largo plazo en condiciones complejas. Tanto si se trata de un entorno marino húmedo como de un emplazamiento industrial lleno de corrosión química, los productos de fibra de carbono pueden mantener la integridad estructural y la estabilidad de rendimiento a largo plazo.

Fabricación de fibra de carbono

Fibra de carbono La fabricación es más compleja y fina. La primera es la preparación de las materias primas, y las fibras de poliacrilonitrilo (PAN) se utilizan como precursores. A continuación, se lleva a cabo el tratamiento de pre-oxidación, de modo que la fibra se calienta en el aire a unos 200-300 ° C, formando una estructura trapezoidal termoestable. A continuación se carbonización proceso, bajo la protección de un gas inerte, la fibra pre-oxidado se calienta a 1000-1500 ° C para eliminar el elemento de carbono y formar una fibra de carbono con un mayor carbono contenido. A continuación, puede grafitizarse para mejorar aún más la cristalinidad y las propiedades de las fibras.

En la etapa de conformado, el moldeo por compresión de fibra de carbono es uno de los métodos más utilizados, es decir, la fibra de carbono y la resina y otros materiales de matriz se mezclan en una determinada proporción, se introducen en el molde y se solidifican bajo determinadas condiciones de presión y temperatura para fabricar materiales compuestos de diversas formas, como placas de fibra de carbono, tubos, etc. En este proceso, el control preciso de la presión, la temperatura, el tiempo y otros parámetros es esencial para garantizar la calidad del producto. Por lo tanto, a la hora de seleccionar fibras de carbono de alta calidad, deben tenerse muy en cuenta los indicadores clave de rendimiento, como la resistencia a la tracción de la fibra de carbono Mpa, la resistencia a la compresión, el módulo elástico y la densidad.

Si desea obtener más información sobre la fibra de carbono, sus proveedores de fibra de carbono le proporcionarán explicaciones y orientación profesionales, y le ofrecerán numerosos consejos técnicos. Además, puede elegir entre una amplia gama de tipos de productos de fibra de carbono, como fibra de carbono unidireccional, fibra de carbono trenzada, fibra de carbono cortada o fibra de carbono preimpregnada.

Aplicaciones de las fibras de carbono

Aeroespacial

La fibra de carbono se puede utilizar para alas de aviones, fuselajes y otros componentes estructurales. Tiene características de peso ligero y alta resistencia. Puede reducir el peso del avión al mismo tiempo, cumplir los diversos requisitos mecánicos durante el vuelo, como soportar la resistencia a la tracción y la resistencia a la compresión en vuelo, mejorar la eficiencia del combustible.

Industria del automóvil

Se puede utilizar la fibra de carbono para fabricar bastidores de carrocería, componentes, etc. El uso de fibra de carbono puede reducir eficazmente el peso propio del coche, mejorar el rendimiento de aceleración y el ahorro de combustible del coche, y cuando el vehículo está sometido a fuerzas externas como colisiones, su buena resistencia a la compresión puede proporcionar cierta protección de seguridad.

Artículos deportivos

El sector de los artículos deportivos también es inseparable de la fibra de carbono. Las raquetas de bádminton, las raquetas de tenis y los palos de golf de gama alta están fabricados con fibra de carbono. Puede proporcionar una buena resistencia a la tracción y un buen rendimiento de manejo a los equipos deportivos, para que los deportistas puedan jugar a un mejor nivel durante su uso.