Koolstofvezel, ook wel grafietvezel of koolstofgrafiet genoemd, is gemaakt van zeer fijne filamenten van het element koolstof. Koolstofvezel heeft een hoge treksterkte en is zeer sterk voor zijn formaat. Het is ook een heel licht materiaal.
De diameter van elke vezel is {{0}} micron. Om je een idee te geven hoe klein het is: één micron is gelijk aan 0,0001 mm. Een spinnenwebfilament heeft een diameter tussen 3 en 8 micron.
Functies en toepassingen
Koolstofvezel is twee keer zo hard en vijf keer zo sterk als staal. Een ander kenmerk is hun hoge mate van chemische bestendigheid, hoge temperatuurbestendigheid en lage thermische uitzetting.
Koolstofvezel is een belangrijk technisch materiaal bij de vervaardiging van vliegtuigen, hoogwaardige voertuigen, sportuitrusting en muziekinstrumenten.
Hoe koolstofvezel wordt gemaakt
Koolstofvezel is gemaakt van organische polymeren. Deze polymeren bestaan uit lange reeksen moleculen die met elkaar zijn verbonden door koolstofatomen. Ongeveer 90% van de koolstofvezel wordt gemaakt met behulp van het polyacrylonitril (PAN) proces. De resterende 10% wordt gemaakt met behulp van rayon- of petroleumbitumenprocessen.
De gassen, vloeistoffen en andere materialen die in het productieproces worden gebruikt, produceren bepaalde koolstofvezeleffecten, kwaliteiten en kwaliteiten. De hoogste kwaliteiten koolstofvezel met optimale modulus-eigenschappen worden gebruikt in veeleisende toepassingen zoals de lucht- en ruimtevaartindustrie.
Fabrikanten van koolstofvezels variëren in de mix van grondstoffen die ze gebruiken. Ze behandelen hun specifieke recepten vaak als bedrijfsgeheimen.
productieproces
Tijdens het productieproces worden grondstoffen, die precursoren worden genoemd, tot lange vezelbundels getrokken. De vezels worden vervolgens tot stof geweven. Ze kunnen ook worden gecombineerd met andere materialen, filamentgewikkeld of gegoten in de gewenste vorm en maat.
Het productieproces is als volgt:
Draaien. PAN wordt gemengd met andere ingrediënten en tot vezels gesponnen, die vervolgens worden gewassen en uitgerekt.
Stabiliseren. Chemische veranderingen om bindingen te stabiliseren.
Carbonisatie. De stabiliserende vezels worden tot zeer hoge temperaturen verwarmd, waardoor stevig gebonden koolstofkristallen worden gevormd.
Behandel het oppervlak. Het vezeloppervlak is geoxideerd om de hechtingseigenschappen te verbeteren.
maatvoering. De vezels worden gecoat en op spoelen gewikkeld. Vervolgens worden ze op spinmachines geladen, die de vezels tot garens van verschillende afmetingen verdraaien.
Vezels kunnen tot composietmaterialen worden gevormd in plaats van tot stoffen te worden geweven. Om het composiet te vormen, kan warmte, druk of vacuüm worden gebruikt om de vezels aan het plastic polymeer te binden.
