Tri dôvody, prečo si vybrať kompozity z uhlíkových vlákien
Od konca minulého storočia sa uhlíkové vlákno stalo jedným z kľúčových pojmov v pokročilých materiálových aplikáciách. V praktických aplikáciách sa uhlíkové vlákna často kombinujú s matricovými materiálmi, ako sú živice, za vzniku kompozitov z uhlíkových vlákien, ktoré sa používajú v rôznych oblastiach. V tomto článku preskúmame výhody kompozitov z uhlíkových vlákien.
1. Nízka hmotnosť a vysoká pevnosť: Najznámejšou výhodou materiálov z uhlíkových vlákien je ich nízka hmotnosť a vysoká pevnosť. Hustota materiálu z uhlíkových vlákien je iba 1,7 g/m³, čo je 60 % hustoty hliníkových zliatin a menej ako 14 % ocele. Táto vlastnosť prispieva k ľahkým konštrukčným návrhom a robí ho široko používaným v komponentoch znižujúcich hmotnosť. Okrem toho sú mechanické vlastnosti uhlíkových vlákien výnimočné; jeho pevnosť v ťahu je niekoľkonásobne vyššia ako u ocele a jeho špecifická pevnosť a špecifický modul sú lepšie ako existujúce konštrukčné materiály. Tiež sa môže pochváliť vynikajúcou pevnosťou v ohybe a šmykom, čím efektívne spĺňa požiadavky na použitie.
2. Chemické vlastnosti: Hlavným rozdielom medzi uhlíkovými vláknami a kovovými materiálmi je to, že uhlíkové vlákno je nekovový materiál. Výsledkom je, že uhlíkové vlákna majú nízku elektrochemickú aktivitu, vykazujú pozoruhodnú odolnosť proti korózii a starnutiu, vďaka čomu sú vhodné pre rôzne pracovné prostredia. Táto kvalita predlžuje životnosť produktov z uhlíkových vlákien.
3. Tepelné vlastnosti: Výroba uhlíkových vlákien vyžaduje procesy vysokoteplotnej karbonizácie a grafitizácie, ktoré si vyžadujú extrémne vysoké teploty. Preto samotné uhlíkové vlákna znesú veľmi vysoké pracovné teploty. Uhlíkové vlákno sa však zvyčajne kombinuje so živicou za vzniku kompozitov z uhlíkových vlákien, ktoré majú vo všeobecnosti pracovnú teplotu okolo 150 stupňov. V súčasnosti môžu termoplastické materiály z uhlíkových vlákien dosahovať ešte vyššie pracovné teploty. Materiály z uhlíkových vlákien majú tiež nízky koeficient tepelnej rozťažnosti, ktorý zaisťuje, že sa nedeformujú v dôsledku zmien pracovnej teploty, čím je zaručená rozmerová stálosť.
