خواص الیاف کربن چیست؟

خواص الیاف کربن

خواص الیاف کربن؛ الیاف کربن یک فیبر با کشش بالا است که از حرارت دادن الیاف مصنوعی یا پلی اکریلونیتریل یا بقایای نفت در دماهای مناسب ساخته می شود.این الیاف سفت ترین و قوی ترین الیاف تقویت کننده برای کامپوزیت های پلیمری است که بعد از الیاف شیشه بیشترین استفاده را دارند. از کربن خالص به شکل گرافیت ساخته شده، چگالی کم و ضریب انبساط حرارتی طولی منفی دارند.

الیاف کربن بسیار گران هستند و می توانند در تماس با فلزات باعث خوردگی گالوانیکی شوند. آنها معمولاً همراه با اپوکسی مورد استفاده قرار می گیرند، در کاربردهایی مانند اتومبیل های مسابقه ای، خودروها و کاربردهای فضایی، تجهیزات ورزشی.

خواص الیاف کربن

کاربرد الیاف کربن

– هوافضا، حمل و نقل جاده ای و دریایی، کالاهای ورزشی.

– موشک‌ها، ترمزهای هواپیما، آنتن هوافضا و ساختار پشتیبانی، تلسکوپ‌های بزرگ، نیمکت‌های نوری، هدایت‌کننده‌های موج برای فریم‌های اندازه‌گیری دقیق فرکانس بالا (ghz).

– تجهیزات صوتی، بلندگو برای تجهیزات Hi-Fi، بازوهای پیکاپ، بازوهای ربات.

هود خودرو، ابزار جدید، روکش و پایه تجهیزات الکترونیکی، محافظ emi و rf، برس.

– کاربردهای پزشکی در پروتزها، جراحی و تجهیزات اشعه ایکس، ایمپلنت ها و ترمیم تاندون/رباط.

– ماشین آلات نساجی، مهندسی جنس.

– دریچه های میدان هسته ای صنایع شیمیایی، مهر و موم ها و اجزای پمپ در کارخانه های فرآیند.

– حلقه های نگهدارنده ژنراتور بزرگ، تجهیزات رادیولوژیکی.

پیشنهاد میشه این مطلب رو بخونی »» کاربرد الیاف کربن

خواص الیاف کربن

• وزن پایین و سبک بودن
• مقاومت کشی بسیار بالا
• تغییر طول بسیار کم
• غیرقابل انفجار بودن
• رسانای الکتریکی برق
• ضریب انبساط گرمایی پایین
• بالا بودن ضریب الاستیک آن
• قابلیت بافته شدن و تولید پارچه به دلیل انعطاف پذیر بودن
• مقاوم در برابر محیط خورنده ی اسیدی و مواد شیمیایی

خواص الیاف کربن فیزیکی

خواص الیاف کربن از نظر مکانیکی

پارامتر مدول Modulus ، مقدار نیروی لازم در واحد سطح را برای  انجام یک تغییر شکل را تعیین می کند .الیاف کربن بر پایه PAN ,Gpa 400- 200 مدول یانگ برای زمانی است که الیاف از جهت طولی کشیده شود. زمانی که الیاف از جهت عرضی کشیده شود مدول یانگ Gpa 25- 5 است .

خواص الیاف کربن از نظر مقاومت شیمیایی

مقاومت شیمیایی الیاف کربن، یکی از خواص الیاف کربن است که قابلیت استفاده از آن را در کاربرد ها و زمینه های مختلف، اثبات می کند. که به فاکتور هایی مانند ویژگی‌های ساختاری الیاف کربن ، نوع ماده خام اولیه ، حالت وجودی المان‌ها در الیاف ، دمای عملیات حرارتی بستگی دارد .

مقاومت اسیدی الیاف کربن می تواند از طریق افزایش دمای عملیات حرارتی افزایش یابد، چون در این فرایند سهم باندهای پایدارتر بیشتر می شود. البته اگر شبکه کربنی تکمیل تر شود ، واکنش گر به شبکه الیاف نفوذ نخواهد کرد.

بنابراین این الیاف در دمای معمولی اتاق دچار تغییرات کمی می شوند.

خواص الیاف کربن از نظر الکتریکی

خواص مقاومت الکتریکی الیاف کربن وابسته به عامل دمای کربنیزاسیون است. اگر محدوده دمایی فرایند کربنیزاسیون بین ۸۰۰–۳۰۰ درجه سانتی‌گراد باشد، مقاوت الکتریکی آن به سرعت کاهش می یابد . این دما اگر بین ۹۰۰–۸۰۰ درجه سانتی گراد باشد، کاهش مقاومت الکتریکی کندتر می شود. اگر عملیات کربنیزاسیون در دماهای بالاتر از ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد انجام شود،  تغییرات مقاومت الکتریکی ناچیز خواهد بود.

تغییر اندازه در قطر الیاف ممکن است باعث تغییرات مقاومت الکتریکی الیاف کربن شود .اگر افزایش دمای عملیات حرارتی با فرایند افزایش کشش خارجی همراه باشد، باعث رشد کریستال ها در این الیاف می شود و این پدیده موجب افزایش هدایت الکتریکی می‌شود.