Fibre de carbone

Composition et propriétés des fibres de carbone

La fibre de carbone est une sorte de matériau fibreux à haute performance dont l'élément principal est le carbone.

• Haute résistance

Cette résistance élevée est due à sa microstructure unique. Sa structure serrée lui permet de résister à d'énormes forces externes sans se briser facilement. En termes de compression de la fibre de carbone, bien que ses performances en compression soient légèrement inférieures à celles en traction, elle fait toujours preuve d'une bonne endurance, et la résistance à la compression de la fibre de carbone comparée à celle de l'acier, dans la résistance spécifique (rapport résistance/densité) présente un avantage significatif, dans l'aérospatiale et dans d'autres domaines extrêmement sensibles au poids du matériau, cette caractéristique lui permet de se démarquer.

• Faible densité

La densité de la fibre de carbone est d'environ 1,5-2,0 g/cm³, soit seulement 1/4-1/5 de la densité de l'acier. La faible densité de la fibre de carbone est principalement due à sa microstructure particulière. La fibre organique est carbonisée à haute température, ce qui permet d'éliminer un grand nombre d'éléments autres que le carbone, tels que l'hydrogène, l'oxygène et l'azote, et de former des atomes de carbone. graphite-Cette structure cristalline est disposée le long de l'axe de la fibre. Cette disposition confère à la fibre de carbone à la fois une grande résistance et une structure interne relativement lâche, avec un grand espacement entre les atomes et une majorité de fibres légères. atomes de carboneLa densité globale est donc faible.

• Bonne stabilité chimique

La fibre de carbone a une bonne tolérance aux produits chimiques généraux, peut maintenir des performances stables dans une variété d'environnements chimiques tels que l'acide et l'alcali, et n'est pas facile à provoquer des réactions chimiques pour dégrader les performances, garantissant ainsi son travail fiable à long terme dans des conditions complexes. Qu'il s'agisse d'un environnement marin humide ou d'un site industriel soumis à la corrosion chimique, les produits en fibre de carbone peuvent conserver une intégrité structurelle et une stabilité de performance à long terme.

Fabrication de fibres de carbone

Fibre de carbone La fabrication est plus complexe et plus fine. La première étape est la préparation des matières premières, et les fibres de polyacrylonitrile (PAN) sont utilisées comme précurseurs. Ensuite, un traitement de pré-oxydation est effectué, de sorte que la fibre est chauffée dans l'air à environ 200-300°C, formant une structure trapézoïdale stable à la chaleur. Ensuite, on procède à l'oxydation de la fibre. carbonisation Dans le cadre de ce procédé, sous la protection d'un gaz inerte, la fibre pré-oxydée est chauffée à 1000-1500°C pour éliminer l'élément carbone et former une fibre de carbone avec une teneur en carbone plus élevée. carbone Il peut ensuite être graphitisé pour améliorer encore la cristallinité et les propriétés des fibres. Il peut ensuite être graphitisé pour améliorer encore la cristallinité et les propriétés des fibres.

Au stade de la formation, le moulage par compression de la fibre de carbone est l'une des méthodes couramment utilisées, c'est-à-dire que la fibre de carbone, la résine et d'autres matériaux matriciels sont mélangés dans une certaine proportion, placés dans le moule et solidifiés sous certaines conditions de pression et de température pour fabriquer des matériaux composites de différentes formes, tels que des plaques, des tubes, etc. en fibre de carbone. Dans ce processus, le contrôle précis de la pression, de la température, de la durée et d'autres paramètres est essentiel pour garantir la qualité du produit. Par conséquent, lors de la sélection de fibres de carbone de haute qualité, les indicateurs de performance clés tels que la résistance à la traction des fibres de carbone Mpa, la résistance à la compression, le module d'élasticité et la densité doivent être pris en compte avec insistance.

Si vous souhaitez en savoir plus sur la fibre de carbone, vos fournisseurs de fibre de carbone vous fourniront des explications et des conseils professionnels, ainsi qu'une multitude de conseils techniques. En outre, vous pouvez choisir parmi une large gamme de types de produits en fibre de carbone, tels que la fibre de carbone unidirectionnelle, la fibre de carbone tressée, la fibre de carbone coupée ou la fibre de carbone préimprégnée.

Applications des fibres de carbone

Aérospatiale

La fibre de carbone peut être utilisée pour les ailes d'avion, les fuselages et d'autres composants structurels. Elle est légère et très résistante. Elle permet de réduire le poids de l'avion, de répondre aux diverses exigences mécaniques pendant le vol, telles que la résistance à la traction et à la compression en vol, et d'améliorer le rendement énergétique.

Industrie automobile

La fibre de carbone peut être utilisée pour fabriquer des cadres de carrosserie, des composants, etc. L'utilisation de la fibre de carbone permet de réduire efficacement le poids propre de la voiture, d'améliorer les performances d'accélération et l'économie de carburant de la voiture, et lorsque le véhicule est soumis à des forces externes telles que des collisions, sa bonne résistance à la compression peut fournir une certaine protection de sécurité.

Articles de sport

Le secteur des articles de sport est également indissociable de la fibre de carbone. Les raquettes de badminton, les raquettes de tennis et les clubs de golf haut de gamme sont fabriqués en fibre de carbone. La fibre de carbone offre une bonne résistance à la traction et une bonne maniabilité aux équipements sportifs, ce qui permet aux athlètes de jouer à un meilleur niveau pendant l'utilisation.