Serat Karbon

Komposisi dan sifat serat karbon

Serat karbon adalah sejenis bahan serat berkinerja tinggi dengan elemen karbon sebagai komponen utamanya.

• Kekuatan tinggi

Kekuatan tinggi ini berasal dari struktur mikro yang unik. Strukturnya yang rapat membuatnya mampu menahan kekuatan eksternal yang besar tanpa mudah patah. Dalam hal kompresi serat karbon, meskipun kinerja kompresinya sedikit lebih buruk daripada tarik, namun masih menunjukkan daya tahan yang baik, dan kekuatan tekan serat karbon dibandingkan dengan baja, dalam kekuatan spesifik (rasio kekuatan terhadap kerapatan) memiliki keunggulan yang signifikan, di ruang angkasa dan area lain yang sangat sensitif terhadap berat material, karakteristik ini membuatnya menonjol.

• Kepadatan rendah

Kepadatan serat karbon sekitar 1,5-2,0 g /cm³, yang hanya sekitar 1/4-1/5 dari kepadatan baja. Kepadatan serat karbon yang rendah terutama disebabkan oleh struktur mikro khususnya. Serat organik dikarbonisasi pada suhu tinggi, di mana sejumlah besar elemen non-karbon seperti hidrogen, oksigen dan nitrogen dihilangkan, dan atom karbon membentuk grafit-seperti struktur kristal yang tersusun di sepanjang sumbu serat. Susunan ini memberikan serat karbon kekuatan tinggi dan struktur internal yang relatif longgar, dengan jarak atom yang besar dan sebagian besar ringan atom karbonsehingga densitas keseluruhannya rendah.

• Stabilitas kimia yang baik

Serat karbon memiliki toleransi yang baik terhadap bahan kimia umum, dapat mempertahankan kinerja yang stabil di berbagai lingkungan kimia seperti asam dan alkali, dan tidak mudah menyebabkan reaksi kimia menurunkan kinerja, sehingga memastikan pekerjaan jangka panjang yang dapat diandalkan dalam kondisi yang kompleks. Baik itu lingkungan laut yang lembab atau lokasi industri yang penuh dengan korosi kimia, produk serat karbon dapat menjaga integritas struktural dan stabilitas kinerja jangka panjang.

Pembuatan serat karbon

Serat karbon manufaktur lebih kompleks dan halus. Yang pertama adalah persiapan bahan baku, dan serat poliakrilonitril (PAN) digunakan sebagai prekursor. Kemudian dilakukan perlakuan pra-oksidasi, sehingga serat dipanaskan di udara hingga sekitar 200-300°C, membentuk struktur trapesium yang stabil terhadap panas. Diikuti oleh karbonisasi proses, di bawah perlindungan gas inert, serat pra-oksidasi dipanaskan hingga 1000-1500 ° C untuk menghilangkan unsur karbon dan membentuk serat karbon dengan lebih tinggi karbon konten. Kemudian dapat digrafitisasi untuk lebih meningkatkan kristalinitas dan sifat serat.

Pada tahap pembentukan, pencetakan kompresi serat karbon adalah salah satu metode yang umum digunakan, yaitu serat karbon dan resin dan bahan matriks lainnya dicampur dalam proporsi tertentu, dimasukkan ke dalam cetakan, dan dipadatkan di bawah kondisi tekanan dan suhu tertentu untuk membuat bahan komposit dengan berbagai bentuk, seperti pelat serat karbon, tabung, dan sebagainya. Dalam proses ini, kontrol yang tepat atas tekanan, suhu, waktu dan parameter lainnya sangat penting untuk memastikan kualitas produk. Oleh karena itu, ketika memilih serat karbon berkualitas tinggi, indikator kinerja utama seperti kekuatan tarik serat karbon Mpa, kekuatan tekan, modulus elastisitas, dan kepadatan harus dipertimbangkan dengan tegas.

Jika Anda ingin mempelajari lebih lanjut tentang serat karbon, pemasok serat karbon Anda akan memberi Anda penjelasan dan panduan profesional, dan memberi Anda banyak saran teknis. Selain itu, Anda dapat memilih dari berbagai jenis produk serat karbon, seperti serat karbon searah, serat karbon yang dikepang, serat karbon yang dipotong, atau serat karbon prepreg.

Aplikasi serat karbon

Dirgantara

Anda dapat menggunakan serat karbon untuk sayap pesawat, badan pesawat, dan komponen struktural lainnya. Ini memiliki bobot yang ringan dan karakteristik kekuatan tinggi. Ini dapat mengurangi berat pesawat pada saat yang sama, memenuhi berbagai persyaratan mekanis selama penerbangan, seperti menahan kekuatan tarik dan kekuatan tekan dalam penerbangan, meningkatkan efisiensi bahan bakar.

Industri otomotif

Anda dapat menggunakan serat karbon untuk membuat rangka bodi, komponen, dll. Penggunaan serat karbon secara efektif dapat mengurangi bobot mobil, meningkatkan performa akselerasi dan penghematan bahan bakar mobil, dan ketika kendaraan mengalami gaya eksternal seperti tabrakan, kekuatan tekannya yang baik dapat memberikan perlindungan keamanan tertentu.

Barang-barang olahraga

Sektor perlengkapan olahraga juga tidak terlepas dari serat karbon. Raket bulu tangkis kelas atas, raket tenis, dan tongkat golf terbuat dari serat karbon. Ini dapat memberikan kekuatan tarik dan kinerja penanganan yang baik untuk peralatan olahraga, sehingga para atlet dapat bermain di level yang lebih baik saat digunakan.