Bereits in den 60er Jahren wurde Carbon in der Automobilindustrie erstmals bei der Herstellung von Sportwagen verwendet. Allmählich erregte er die Aufmerksamkeit der Hersteller konventioneller Maschinen, was auf die ungewöhnlichen Eigenschaften dieses Materials zurückzuführen war.
Kohlenstoff und seine Zusammensetzung
Carbon (oder Carbonfaser) ist ein Satz feinster Filamente (Durchmesser 0,09 mm) aus Carbon, deren Festigkeit mit legiertem Stahl mit einer viel geringeren Masse (ungefähr wie die von Aluminium) vergleichbar ist. Aus diesen Fäden werden Fasern gewebt; Das Ergebnis ist ein sehr strapazierfähiges Gewebe. Die Fasern können willkürlich angeordnet sein oder sie können in Webform vorliegen.
Ausgangsmaterial für die Kohlefaserherstellung ist Polyacrylnitril, ein weißer Stoff, der in seinen Eigenschaften Wolle ähnelt. Es wird mehrmals in einer Inertgasumgebung erhitzt. In der ersten Stufe wird bei einer Temperatur von + 260 ° C die Struktur der Substanz verändert (auf molekularer Ebene), dann bereits bei + 700 ° C die Kohlenstoffatome "zwingen", Wasserstoff abzulassen. Allmählich wird es nach mehrmaligem Erhitzen auf + 3000 ° C gebracht - dieser Vorgang wird als Graphitisierung bezeichnet. Dadurch wird Kohlenstoff mehr und die Bindung zwischen seinen Atomen wird stärker. Vereinfacht gesagt kann Kohlenstoff als Carbonfaser betrachtet werden, die zur Carbonisierung erhitzt wird.
Eigenschaften und Anwendungen von Kohlenstoff
Eine der wichtigsten positiven Eigenschaften von Kohlenstoff ist seine hohe Festigkeit von 1500 kg / cu. m In diesem Fall erreicht die Zugfestigkeit 1800 mPa. Die Temperaturgrenze dieses Materials beträgt + 2000 ° C. Kohlefaserfilamente funktionieren nur unter Spannung gut, daher ist es sehr problematisch, eine starre Struktur herzustellen. Carbon ist ziemlich zerbrechlich, bröckelt beim Aufprall, daher ist es fast unmöglich, das Teil zu reparieren. Bei ständiger Einwirkung von ultraviolettem Licht verliert Kohlefaser ihre ursprüngliche Farbe. Die positiven Eigenschaften überwiegen jedoch die Nachteile; Dies wird durch die Herstellung von Bremsscheiben, Belägen für Sportwagen daraus und der Raumfahrttechnik bestätigt.
Eine der Eigenschaften von Kohlenstoff ist das spezifische Gewicht (oder die Dichte des Gewebes), ausgedrückt in g / sq. m Dieser Parameter hängt von der Dicke der Faser ab, die mehrere tausend Fäden enthalten kann. Enthält die Markierung beispielsweise die Bezeichnung 2K, dann befinden sich 2000 Fäden in der Faser. Das haltbarste Carbon wird als UHM abgekürzt. Ein wichtiges Merkmal neben der Dichte ist die Art und Weise, wie die Fäden gewebt sind (sie fehlt beim billigsten Material).
Beim Tuning von Fahrzeugen werden am häufigsten Webarten wie Twill, Satin, Plain verwendet. Die häufigste Anzahl von Strängen in einer Faser beträgt 1 bis 24 K. Letzterer Gewebetyp wird häufig bei der Herstellung von militärischer Ausrüstung unter enormen Belastungen verwendet.
