Kulfiber, også kendt som grafitfiber eller kulstofgrafit, er lavet af meget fine filamenter af grundstoffet kulstof. Kulfiber har høj trækstyrke og er meget stærk for sin størrelse. Det er også et meget let materiale.
Diameteren af hver fiber er {{0}} mikron. For at give dig en idé om, hvor lille den er, er en mikron lig med 0,0001 mm. Et edderkoppetråd er mellem 3 og 8 mikrometer i diameter.
Funktioner og applikationer
Kulfiber er dobbelt så hårdt og fem gange så stærkt som stål. En anden egenskab er deres høje grad af kemisk resistens, høj temperaturbestandighed og lave termiske udvidelse.
Kulfiber er et vigtigt ingeniørmateriale i fremstillingen af fly, højtydende køretøjer, sportsudstyr og musikinstrumenter.
Hvordan kulfiber er lavet
Kulfiber er lavet af organiske polymerer. Disse polymerer er opbygget af lange strenge af molekyler forbundet med kulstofatomer. Omkring 90% af kulfiber er fremstillet ved hjælp af polyacrylonitril (PAN) processen. De resterende 10% fremstilles ved hjælp af rayon- eller petroleumsbitumenprocesser.
De gasser, væsker og andre materialer, der anvendes i fremstillingsprocessen, producerer visse kulfibereffekter, kvaliteter og kvaliteter. De højeste kvaliteter af kulfiber med optimale modulegenskaber bruges i krævende applikationer såsom luftfartsindustrien.
Kulfiberproducenter varierer i blandingen af råmaterialer, de bruger. De behandler ofte deres specifikke opskrifter som forretningshemmeligheder.
fremstillingsproces
Under fremstillingsprocessen trækkes råmaterialer kaldet prækursorer ind i lange fiberbundter. Fibrene væves derefter ind i stof. De kan også kombineres med andre materialer, filamentvikles eller støbes i den ønskede form og størrelse.
Fremstillingsprocessen er som følger:
Rotere. PAN blandes med andre ingredienser og spindes til fibre, som derefter vaskes og strækkes.
Stabilisere. Kemiske ændringer for at stabilisere bindinger.
Karbonisering. De stabiliserende fibre opvarmes til meget høje temperaturer og danner tæt bundne kulstofkrystaller.
Behandl overfladen. Fiberoverfladen er oxideret for at forbedre bindingsegenskaberne.
dimensionering. Fibrene er coatet og viklet på spoler. De bliver derefter læsset på spindemaskiner, som snoer fibrene til garn af forskellig størrelse.
Fibre kan formes til kompositmaterialer snarere end vævet ind i stoffer. For at danne kompositten kan varme, tryk eller vakuum bruges til at binde fibrene til plastpolymeren.
Ting at overveje
Fremstillingen af kulfiber står over for mange udfordringer, herunder:
Mere omkostningseffektiv restaurering og restaurering er nødvendig.
Overfladebehandlingsprocessen skal reguleres nøje for at undgå, at der dannes gruber, der kan føre til fiberfejl.
Der kræves stram kontrol for at sikre ensartet kvalitet.
På grund af kulfibers stærke ledningsevne kan der opstå lysbuer og kortslutninger i elektrisk udstyr.
Sundheds- og sikkerhedsproblemer såsom hudirritation og åndedrætsproblemer.
