Karbon Fiber Nedir? Nasıl Üretilir ve Nerelerde Kullanılır?

Karbon Fiber Malzemesi Nedir? Hangi Amaçlarla Nerede Kullanılır?

Karbon Fiber Nedir?

Karbon Fiber bir polimerdir ve bazen grafit fiber olarak da bilinir. Aynı zamanda çok hafif olan çok güçlü bir malzemedir. Karbon fiber çelikten beş kat daha güçlü ve iki kat daha serttir. Çelikten daha güçlü ve sert olmasına rağmen, çelikten daha hafiftir; Birçok parça için ideal üretim malzemesi haline getirir. Bunlar, karbon fiberin mühendisler ve tasarımcılar tarafından imalat için tercih edilmesinin birkaç nedeni.

karbon fiber
karbon fiber

Karbon fiber, malzemeyi güçlendirmek için kullanılan ince, güçlü kristalin karbon filamentlerinden yapılır. İnsan saçı telinden daha ince olabilir ve iplik gibi birlikte büküldüğünde gücünü alır. Daha sonra kumaş oluşturmak için birlikte dokunabilir ve kalıcı bir şekil almak gerekirse, karbon fiber bir kalıp üzerine serilebilir ve reçine veya plastik ile kaplanabilir.

Karbon Fiberin Diğer Avantajları

  • Sertliği yüksektir
  • Çekme mukavemeti yüksektir
  • Düşük ağırlık / mukavemet oranına sahiptir
  • Kimyasal dayanımı yüksektir
  • Sıcaklık aşırı sıcaklığa toleranslı mı?
  • Düşük termal genleşmeye sahiptir

Bu nedenle, karbon fiberler havacılık, otomotiv, askeri ve eğlence uygulamaları gibi birçok endüstride tercih edilen önemli bir malzeme olarak karşımıza çıkmaktakdır.

Karbon fiberin tarihi, Thomas Edison’u pamuk iplikleri veya bambu gümüşlerini yüksek sıcaklıklarda pişirdiği 1879 yılına kadar uzanır 1958’de, Cleveland OH’nin hemen dışında yüksek performanslı karbon fiberler icat edildi. Verimsiz olmalarına rağmen, bu lifler yaklaşık% 20 karbon içerir ve düşük mukavemet ve sertlik özelliklerine sahiptir.

Karbon Fiber Nasıl Yapılır: Üretim Sürecine Genel Bakış

 

karbon fiber malzeme
karbon fiber malzeme

Karbon fiberi yapmak için kullanılan hammaddeye öncü denir. Üretilen karbon fiberlerin yaklaşık% 90’ı poliakrilonitrilden (PAN) yapılır. Kalan% 10’luk oran, suni ipek veya petrol ziftinden yapılır. Bu malzemelerin tümü, karbon atomları ile birbirine bağlanan uzun molekül dizileri ile karakterize edilen organik polimerlerdir. Her bir öncünün kesin bileşimi bir şirketten diğerine değişir ve genellikle ticari sır olarak kabul edilir.

Üretim işlemi sırasında çeşitli gazlar ve sıvılar kullanılır. Bu malzemelerin bazıları, belirli bir etki elde etmek için lifle reaksiyona girecek şekilde tasarlanmıştır. Diğer malzemeler fiber ile reaksiyona girmeyecek veya belirli reaksiyonları önleyecek şekilde tasarlanmıştır. Öncüllerde olduğu gibi, bu işlem malzemelerinin çoğunun kesin bileşimleri tescillidir.

karbon fiber baret
karbon fiberden baret

Karbon fiber üretme işlemi kısmen kimyasal, kısmen mekaniktir. Prekürsör uzun ipliklere veya liflere çekilir ve daha sonra oksijene temas etmesine izin vermeden çok yüksek bir sıcaklığa ısıtılır. Oksijen olmadan lif yanamaz. Bunun yerine, yüksek sıcaklık, karbondaki atomların çoğu atılıncaya kadar fiberdeki atomların şiddetli bir şekilde titreşmesine neden olur. Bu işleme karbonizasyon denir ve uzun, sıkıca birbirine kenetlenmiş karbon atomu zincirlerinden oluşan bir lif bırakır ve sadece birkaç karbon olmayan atom kalır.

Karbon Fiberle Neler Yapılabilir?

Neredeyse her şey yapmak mümkün. Ancak maliyet ve gereklilik düşünüldüğünde daha özel yerlerde kullanıldığını belirtmek gerekir.

  • Bisiklet gövdeleri
  • Uçak Kanatları
  • otomotiv tahrik milleri
  • Borular
  • Kaplar
  • Pervane kanatları
  • Araba bileşenleri

karbon fiber kompozitler binek otomobil ağırlığını% 50 azaltabilir, bu da otomobilin performansından veya yolcularının güvenliğinden ödün vermeden yakıt verimliliğini yaklaşık% 35 oranında artırabilir.

karbon fiber araba
karbon fiberden araba gövdesi

Bu malzeme hafif ama çelikten daha dayanıklığı olduğunuz yazımızda belirttik işte bu sebepten dolayı uçan arabalar gibi yeni nesil teknolojik devrimlerin malzemesi olmayı başarmıştır.

Günümüz teknolojisine en uygun malzemeler sırasında ilk sıranın sahibi tartışmasız karbon fiber malzemeler olacaktır. Estetik ve ergoomik açıdan oldukça yüksek hizmet alanı sunmakta olduğunu biliyoruz. Ancak sağlamlığı ve bu sağlamlık ve sertliği benzer malzemelere göre oldukça hafif olarak sunulması ciddi avantajlar sağlamaktadır.

Bunları da Öğrenmek İsteyebilirsin