Włókno węglowe

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Porównanie włosa ludzkiego (jasny) i pojedynczej nici włókna węglowego
Tkanina z włókna węglowego

Włókno węglowe (włókno karbonizowane) – włókno powstające w wyniku kontrolowanej pirolizy poliakrylonitrylu i innych polimerów organicznych, składające się prawie wyłącznie z rozciągniętych struktur węglowych podobnych chemicznie do grafitu.

Ich wysoce zorganizowana struktura nadaje im dużą wytrzymałość mechaniczną, a fakt, że składają się prawie wyłącznie z grafitu, powoduje, że są one nietopliwe i odporne chemicznie. Włókna te są stosowane jako materiał konstrukcyjny w wielu laminatach. Dodatek włókien węglowych powoduje też wzmocnienie żagli jachtowych oraz powoduje polepszenie właściwości materiału, z którego wykonywane są namioty.

Włókna węglowe dzieli się na dwa rodzaje[1]:

  • Właściwe włókna węglowe, które zawierają 80-98% węgla, ich grafitowa struktura jest słabo rozwinięta i mało zorientowana; włókna węglowe z poliakrylonitrylu mają moduł Younga E ok. 90 GPa, a wytrzymałość na rozciąganie Rm ok. 900 MPa.
  • Włókna grafitowe zawierają ok. 99% węgla z dobrze wykształconą i zorientowaną grafitową strukturą krystaliczną; włókno grafitowe z poliakrylonitrylu mają moduł E ok. 420 GPa, wytrzymałość Rm ok. 2 500 MPa.

Zastosowania[edytuj | edytuj kod]

Włókno węglowe stosowane jest coraz częściej w przemyśle jako zbrojenie laminatów opartych na żywicach epoksydowych wysokiej jakości. Stosowane jest szczególnie tam gdzie wymagana jest wysoka wytrzymałość produktu w połączeniu z małym ciężarem. Przykładowo przemysł energetyczny wykorzystuje takie laminaty do produkcji łopat elektrowni wiatrowych, w przemyśle lotniczym do wytwarzania śmigieł i komponentów wzmacniających strukturę kadłuba i skrzydeł, w produkcji jachtów do elementów szczególnie narażonych na duże obciążenia jak stery, miecze, maszty, kadłub, a nawet jako wzmocnienie żagli, w przemyśle sportowym (rowery, łuki sportowe, podeszwy obuwia). Od dawna materiał ten stosowany jest w dziedzinie sportów ekstremalnych, bolidy Formuły 1 zbudowane są głównie z włókien węglowych.

Laminaty i materiały kompozytowe oparte na włóknach węglowych bywają nazywane żargonowo karbonami.

Niektórzy producenci[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. Paulina Mayer , Jacek W. Kaczmar. Właściwości i zastosowania włókien węglowych i szklanych. „Tworzywa Sztuczne i Chemia”, s. 52-56, 2008. 
Wikimedia Commons