Hva er forskjellen mellom karbonfiber og Kevlar?

Hva er karbonfiber?

Karbonfibre er lange, tynne tråder laget hovedsakelig av karbonatomer bundet sammen i mikroskopiske krystaller.

Krystallene er på linje, noe som gjør dem veldig sterke. De blir deretter tvunnet sammen, omtrent som bomullsproduksjonsprosessen, for å lage garn. Garnet veves deretter sammen for å lage karbonfiberduk. Det finnes forskjellige typer vev for karbonfiber:

Plain Weave: Også kjent som Two-Way Standard Top/Down er veldig lett å håndtere på grunn av den tette vevingen.

Twill: Diagonalt mønster fra over-over og under-under Det er det mest kjente karbonfibermønsteret og tilbyr en løsere form enn vanlige design, noe som gjør det mer egnet for mer komplekse former.

Satin: Satin har en murstein-lignende likhet som kommer fra tall som er mer enn (vanligvis fire eller åtte) til mindre enn én. Dette mønsteret er ikke det enkleste å jobbe med, men fungerer best med komplekse kurver.

Ensrettet: Som navnet antyder, er alle garn ensrettet. Det er ingen veving, vanligvis brukes tråd for å holde den sammen, men dette endrer ikke strukturen til karbonfiberen. Best for former som er belastet i bare én akse

Hvordan lages karbonfiber?

Hver karbonfiberprodusent har sin egen metode for å lage materialet for å gi det styrke eller estetiske salgsegenskaper. Vanligvis kommer imidlertid alle karbonfibre fra organiske polymerer, som er molekylkjeder av karbonatomer holdt sammen.

PAN (polyakrylnitril) produksjonsprosessen står for omtrent 90 prosent av all produksjon av karbonfiber og er delt inn i fem trinn:

Polyakrylnitril blandes med andre gjenstander og spunnes til fibre, som deretter strekkes og renses.

kjemikalier tilsettes deretter for å stabilisere

Ved å tilføre varme bidrar høye temperaturer til å danne tett bundne karbonkrystaller.

Fibre oksideres for å forbedre bindingsegenskapene.

Til slutt blir trådene belagt og viklet til tråder av forskjellige størrelser. Før karbonfiber blir en kompositt, tilsettes en polymer, og trådene og polymeren bindes sammen ved varme, trykk eller vakuum for å danne kompositten.

Som med enhver produksjonsprosess, vil materialene som brukes skape spesifikke kvaliteter og effekter i karbonfiber, noe som muliggjør gradering og bruksforskjeller.

Hva er fordelene med karbonfiber?

Karbonfiber er kjent for sin lette vekt og høye styrke, noe som gjør det til et ideelt avansert komposittmateriale i marine-, bil- og romfartsindustrien. Viktige fordeler inkluderer:

Utmerket styrke til vektforhold

høy varmebestandighet

Høy kjemisk/korrosjonsbestandighet (når brukt med riktig harpiks)

Ekstremt fleksibel for en rekke bruksområder

utmerkede tretthetsegenskaper

Egnet for en rekke forskjellige materialer

elektrisk og termisk ledningsevne

Har en lav termisk utvidelseskoeffisient

Hva er ulempene med karbonfiber?

Til tross for sine mange fordeler, er karbonfiber fortsatt et relativt nytt komposittmateriale, men det har også noen ulemper:

Dyrt sammenlignet med andre komposittmaterialer

Produksjonen er mer arbeidskrevende

Foreløpig ikke resirkulerbart, karbonfiber brukes ofte i stedet for stål eller aluminium, som begge er resirkulerbare materialer

Vil sprekke/knuse når kapasiteten overskrides

Hvis den er skadet, må den erstattes, ikke repareres som metallkonstruksjoner