Karbon lif (CF), %95'ten fazla karbon içeren yüksek mukavemet ve yüksek modülü olan yeni bir lif malzemesidir. Mikrokristal grafit malzemeleri elde etmek için karbonlu ve grafitli olan liflerin eksenli yönünde yığınılmış levha grafit mikrokristalin ve diğer organik liflerden yapılmıştır. Karbon lif alüminyumdan daha esnek ve sert, ancak kuvveti çelikten daha yüksektir. Korozyon direnci ve yüksek modülüs özelliklerine sahiptir. Savunma, askeri ve sivil alanlarda önemli bir malzemedir. Sadece karbon malzemelerinin doğal özelliklerine sahip değil, aynı zamanda tekstil liflerinin yumuşaklığı ve işlenebilirliğine de sahiptir. Yeni nesil güçlendirici liflerdir.

Karbon lifleri, yüksek eksenli mukavemet ve modül, düşük yoğunluk, yüksek spesifik özellik, sürünme, ultra yüksek sıcaklık direnci, oksidasyon olmayan ortamda iyi yorgunluk direnci, metal olmayan ve metal spesifik ısı ve iletkenlik arasında, küçük termal genişleme katsayısı ve anisotropi, iyi korozyon direnci, iyi röntgen iletimi gibi birçok mükemmel özelliğe sahiptir. İyi iletkenlik ve ısı iletkenliği, iyi elektromanyetik koruma vb.

Geleneksel cam elyaf ile karşılaştırıldığında, Young'un karbon elyaf modülü üç katından fazla; Kevlar lifine kıyasla, Young'ın modülü yaklaşık iki katıdır; organik çözücü, asit ve alkalide çözünmez ve korozyon direnci olağanüstüdür.

Uygulama alanı

Karbon fiber, ulusal savunma endüstrisinin ve ulusal ekonominin gelişimi için önemli bir stratejik malzemedir. Anahtar teknoloji yoğun bir malzemedir. Kısa lif karbon fiberden uzun lif karbon fibere kadar akademik araştırmalarla, ısıtma malzemeleri yapmak için karbon fiber kullanma teknolojisi ve ürünleri yavaş yavaş popülerleştirilmektedir. Dünyadaki yüksek hızlı sanayileşmenin arka planında karbon lifinin kullanımı daha çeşitli hale geliyor. Çin, uzun lifi bir tür yüksek performanslı lif olarak kullandı, yüksek sıcaklıkta, fırsatın yüksek fiziksel istikrarında, karbon fiber kompozit malzemelerin değiştirilmez avantajları vardır. Malzemenin özel mukavemeti ne kadar yüksek olursa, ölü ağırlık ne kadar küçük olursa ve bileşenin özel modülü ne kadar yüksek olursa, bileşenin sertliği o kadar büyük olur. Tam olarak mükemmel performansı nedeniyle karbon fiberin ulusal savunma ve sivil alanlarda geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir.

Karbon fiber malzemeleri askeri ve sivil endüstrinin çeşitli alanlarında yaygın olarak kullanılmıştır. Havacılık, havacılık, otomobil, elektronik, makine, kimya, tekstil ve diğer sivil endüstrilerden spor ekipmanlarına ve eğlence mallarına kadar. Karbon fiber ile güçlendirilmiş kompozitler, uçak imalatı, rüzgar türbini bıçakları ve diğer endüstriyel alanlar, elektromanyetik koruma malzemeleri, yapay ligamentler ve diğer gövde yedek ürünleri gibi askeri endüstrilerde ve roket kabukları, motor gemileri, endüstriyel robotlar, otomotiv yaprak yayları ve tahrik mili, yarasalar ve diğer spor alanları üretiminde kullanılabilir. Karbon fiber, tipik yüksek teknoloji alanında yeni bir endüstriyel malzemedir.

FRP kompozit malzeme

Karbon lifler geleneksel kullanımda ısı yalıtım malzemeleri olarak kullanılır. Çoğu reçine, metal, seramik, beton ve diğer malzemelere kompozit malzemeler oluşturmak için takviye malzemeleri olarak eklenir. Karbon lif, gelişmiş kompozit malzemeler için en önemli takviye malzemesi haline geldi. Karbon fiber kompozitler, hafif ve güçlü, hafif ve sert, yüksek sıcaklık direnci, korozyon direnci, yorgunluk direnci, iyi yapısal boyut istikrarı, iyi tasarım ve geniş alanlı entegre kalıplama nedeniyle havacılık, savunma, askeri ve sivil endüstrilerde yaygın olarak kullanılmıştır. Karbon lif kumaş, keçe, mat, kemer, kağıt ve diğer malzemelere işlenebilir. Yüksek performanslı karbon fiber, gelişmiş kompozit malzemelerin üretimi için en önemli takviye malzemesidir.

İnşaat Mühendisliği

Sivil mimarlık: Karbon fiber ayrıca endüstriyel ve sivil binalarda, demiryolu ve otoyol köprülerinde, tünelerde, bocalarda, kule yapılarında ve diğer takviyelerde de kullanılmalıdır, demiryolu inşaatında, büyük ölçekli çatı sisteminde ve gelecekte ses yalıtımı duvarında iyi bir uygulamaya sahip olacaktır, bunlar da karbon fiberin çok umut verici bir uygulaması olacaktır. Düşük yoğunluk, yüksek mukavemet, iyi dayanıklılık, güçlü korozyon direnci, asit, alkali ve diğer kimyasallar korozyon direnci, iyi esneklik, güçlü gerilim kapasitesi özelliklerine sahiptir. Karbon fiber borudan yapılmış truss kiriş çerçevesinin çatı, büyük ölçekli yapıyı pratik seviyeye ulaşmasını sağlayan çelikten yaklaşık% 50 daha hafifdir ve inşaat verimliliği ve sismik performans büyük ölçüde geliştirilir. Ayrıca, CFRP beton yapıyı güçlendirmek için kullanıldığında, onu sabitlemek için cıvata ve perçeler eklenmesine gerek yoktur, bu nedenle orijinal beton yapıya olan rahatsızlık küçüktür ve inşaat teknolojisi basittir.

Havacılık ve Astronautik

Karbon fiber, roket, uydu, füze, savaş uçağı ve gemi gibi ileri silahlar için vazgeçilmez bir stratejik temel malzemedir. Stratejik füzelerin füze ve motor kasasına karbon fiber kompozitlerinin uygulanması ağırlığı büyük ölçüde azaltabilir ve füzelerin menzilini ve saldırı yeteneğini artırabilir. Örneğin, karbon lif ve epoksi reçine kompozitleri 1980'lerde geliştirilen kıtalararası füzelerin üç aşamalı kabuklarında kullanılır. Karbon fiber kompozitleri, yaklaşık% 24 karbon fiber kompozitleri kullanan dördüncü nesil savaşçı F22 gibi yeni nesil savaşçılarda da yaygın olarak kullanılmıştır, böylece savaşçının süpersonik seyir, ufuk üstü savaş, yüksek manevrabilite ve gizlilik özelliklerine sahiptir. Boeing, yeni nesil yüksek hızlı geniş gövdeli yolcu uçağı sonik kruzerini başlattı, yapısal bileşenlerin yaklaşık% 60'ı kanatlar da dahil olmak üzere güçlendirilmiş karbon lif plastik kompozit malzemelerden yapılacak. Çin'de üretilen karbon fiber kompozit fren önhazırlama performansı uluslararası seviyeye ulaştı. Bu Prefabrikasyon Teknolojisi tarafından üretilen karbon ve karbon fren diskleri, kilit ulusal savunma modellerinin askeri uçaklarında ve B757 tipinin sivil havacılık uçaklarında toplu olarak kullanılmıştır. Diğer uçak modellerinde karbon ve karbon fren disklerinin kullanımı da deneylerde test edilmektedir ve tanklar, yüksek hızlı trenler, yüksek sınıf arabalar, yarış arabaları vb. için popülerleştirilecektir. Karbon lifler alüminyumdan daha hafifdir ancak benzer bir güce sahiptir. Karbon lif ayrıca savaş gemilerinde önemli bir uygulama değerine sahiptir. Savaş gemilerinin yapısal ağırlığını azaltabilir, savaş gemilerinin faydalı yükünü artırabilir ve böylece savaş malzemelerini taşıma yeteneğini geliştirebilir. Karbon lifin korozyon ve pas sorunu yoktur. Karbon fiber malzemesi yapısal ağırlığı önemli ölçüde azaltabileceğinden, yakıt verimliliği önemli ölçüde geliştirilebilir. Karbon fiber ve plastik kompozit malzemelerden yapılmış uçakların yanı sıra uydular ve roketler gibi uzay araçları, küçük kütleden dolayı düşük gürültüye, düşük güç tüketimine sahiptir ve çok yakıt tasarrufu sağlayabilir. Uzay aracı başına 1 kg azaltmanın fırlatma aracını 500 kg azaltabileceği bildirildi.

Karbon fiber aynı zamanda büyük sivil uçaklar, otomobiller, yüksek hızlı trenler gibi hafif modern araçlar için mükemmel bir malzemedir. Havacılık uygulamalarında karbon fiber talebi artmaktadır, yeni nesil büyük sivil uçaklar Airbus A380 ve Boeing 787 yaklaşık% 50 karbon fiber kompozitleri kullanmaktadır. Boeing 777 uçakları, önemli yapısal malzemeler olarak bilinen yatay ve dikey ters kuyruklar ve kirişler de dahil olmak üzere yapısal malzemeler olarak karbon lifi kullanır, bu nedenle kalite gereksinimleri son derece zorluyor. 787'nin gövdesi de karbon lif kullanır, bu da uçağın daha hızlı uçuşunu sağlar, daha az yakıt tüketir, kabin nemini arttırır ve yolcuları daha rahat hale getirir. Airbus, yeni A380'de yaygın olarak kullanılacak uçaklarında da çok fazla karbon fiber kullanıyor. Bu, uçağın yapısal ağırlığında% 20 azalmaya ve benzer uçaklara kıyasla yakıt tasarrufında% 20 azalmaya yol açtı, böylece işletim maliyetlerini önemli ölçüde azalttı ve karbondioksit emisyonlarını azalttı.

Otomobil malzemesi

Karbon fiber malzemeler de favori bir araç üreticisidir.

Otomotiv iç ve dış dekorasyonunda yaygın olarak kullanılmıştır. Karbon lif otomotiv malzemeleri olarak, en büyük avantajları hafif ağırlık, dayanıklılık, ağırlık sadece çeliğin% 20 ila% 30'una eşittir, ancak çeliğin sertliği 10 katından fazladır. Bu nedenle, otomotiv üretiminde karbon fiber malzemelerinin kullanımı arabayı hafif hale getirebilir, atılımlar yapabilir ve enerji tasarrufu sağlayan sosyal faydalar getirebilir. Endüstri, karbon lif kullanımının otomobil üretimi alanında artacağına inanıyor.

Karbon lifler hafifdir, ancak daha iyi güvenliğe sahiptir. Plastik gibi görünmelerine rağmen, aslında daha yüksek mekanik mukavemet ve darbe direnci ile özellikle karbon elyaflardan yapılmış direksiyonlara göre çelikten daha darbeye dayanıklıdırlar. Kompozit malzemelerin kombinasyonu ile karbon fiber aracı aile arabalarında zırhlı bir araç haline geldi. Bu karbon fiber malzemesi yüksek hızlı trenlerin eteklerine uygulanmıştır.

Spor ürünleri

Karbon fiber, kulüpler, balıkçılık çubukları, tenis raketleri, badminton raketleri, bisikletler, kayak çubukları, kayaklar, yelken direkleri, yelken gövdeleri ve diğer spor ürünleri gibi spor ve eğlence alanlarında kullanılır. Karbon fiber, ses, banyo, ısıtıcı ve diğer ev aletleri gibi günlük ihtiyaçlarda kullanılır ve cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar ve diğer elektronik ürünler de karbon fiberin şeklini görebilir.

Spor uygulamalarının üç önemli uygulaması kulüpler ve raket çerçeveleridir. Kulüplerin yıllık üretiminin 34 milyon çift olduğu tahmin edilmektedir. Dünyanın karbon lif yarasalarının yüzde 40'ı karbon liflerden yapılmıştır. Dünyanın karbon fiber balıkçılık çubuğu yılda yaklaşık 20 milyon çift üretiyor. Tenis raket çerçeveleri yılda yaklaşık 6 milyon çift pazar kapasitesine sahiptir ve diğer spor uygulamaları buz hokey sopaları ve kayak sopaları içerir. Karbon fiber, kürek, kürek vb. gibi diğer deniz sporlarında da kullanılır.