La fibra de carboni, també coneguda com a fibra de grafit o grafit de carboni, està feta de filaments molt fins de l'element carboni. La fibra de carboni té una alta resistència a la tracció i és molt forta per la seva mida. També és un material molt lleuger.
El diàmetre de cada fibra és de {{0}} micres. Per fer-vos una idea del petit que és, una micra és igual a 0,0001 mm. Un filament de teranyina té entre 3 i 8 micres de diàmetre.
Característiques i aplicacions
La fibra de carboni és dues vegades més dura i cinc vegades més forta que l'acer. Una altra característica és el seu alt grau de resistència química, resistència a altes temperatures i baixa expansió tèrmica.
La fibra de carboni és un important material d'enginyeria en la fabricació d'avions, vehicles d'alt rendiment, equipaments esportius i instruments musicals.
Com es fa la fibra de carboni
La fibra de carboni està feta de polímers orgànics. Aquests polímers estan formats per llargues cadenes de molècules unides per àtoms de carboni. Al voltant del 90% de la fibra de carboni es fa mitjançant el procés de poliacrilonitril (PAN). El 10% restant es fa mitjançant processos de betum de raió o petroli.
Els gasos, líquids i altres materials utilitzats en el procés de fabricació produeixen certs efectes, qualitats i graus de fibra de carboni. Els graus més alts de fibra de carboni amb propietats de mòdul òptimes s'utilitzen en aplicacions exigents com la indústria aeroespacial.
Els fabricants de fibra de carboni varien en la barreja de matèries primeres que utilitzen. Sovint tracten les seves receptes específiques com a secrets comercials.
procés de fabricació
Durant el procés de fabricació, les matèries primeres anomenades precursors són extretes en llargs paquets de fibres. A continuació, les fibres es teixeixen en teixit. També es poden combinar amb altres materials, enrotllades per filaments o modelades a la forma i mida desitjades.
El procés de fabricació és el següent:
Gira. El PAN es barreja amb altres ingredients i es fila en fibres, que després es renten i s'estiren.
Establir. Canvis químics per estabilitzar enllaços.
Carbonització. Les fibres estabilitzadores s'escalfen a temperatures molt elevades, formant cristalls de carboni estretament lligats.
Tracta la superfície. La superfície de la fibra s'oxida per millorar les propietats d'unió.
mida. Les fibres estan recobertes i enrotllades en bobines. Després es carreguen a les màquines de filar, que retorcen les fibres en fils de diferents mides.
Les fibres es poden formar en materials compostos en lloc de teixir-se en teixits. Per formar el compost, es pot utilitzar calor, pressió o buit per unir les fibres al polímer plàstic.
Coses a tenir en compte
La fabricació de fibra de carboni s'enfronta a molts reptes, com ara:
Cal una restauració i una restauració més rendibles.
El procés de tractament superficial s'ha de regular acuradament per evitar la creació de fosses que puguin provocar defectes de la fibra.
Es requereix un control estricte per garantir una qualitat constant.
A causa de la forta conductivitat de la fibra de carboni, es poden produir arcs i curtcircuits en equips elèctrics.
Preocupacions de salut i seguretat com ara irritació de la pell i problemes respiratoris.
