Čo je uhlíkové vlákno

Uhlíkové vlákno (známe aj ako uhlíkové vlákno) je jedným z najpevnejších a najľahších materiálov na dnešnom trhu. Kompozity z uhlíkových vlákien sú päťkrát pevnejšie a vážia jednu tretinu ocele a bežne sa používajú v letectve, robotike, pretekoch a rôznych priemyselných aplikáciách.

tkanina
Uhlíkové vlákno začína ako veľmi, veľmi tenké vlákna, tenšie ako ľudský vlas. Tieto pramene sú skrútené dohromady ako priadza (nazývané kúdele) a tkané do tkanín z uhlíkových vlákien, ktoré sú zvyčajne dostupné v hmotnostiach 3k, 6k a 12k. 3k tkanina obsahuje 3,000 prameňov uhlíka na jeden povraz, zatiaľ čo ťažšia tkanina 6k obsahuje 6,000 prameňov uhlíka na jeden povraz.

Tkanina je dostupná v rôznych väzbách s rôznymi pevnostnými vlastnosťami. Najbežnejšie sú plátnová väzba, niteľnová väzba, keprová väzba a jednosmerná väzba.

Opletenie je kľúčové z dvoch dôvodov: vzhľad a funkčnosť. Každé tkanivo vyzerá veľmi odlišne a niekedy ľudia uprednostňujú vzhľad určitého tkaniva pre konkrétnu aplikáciu. Tkanie tiež ovplyvňuje pevnosť produktu.

Jednosmerné tkanie vytvára plát, ktorý je veľmi pevný v smere vlákien, ale slabý v opačnom smere. Na druhej strane hladké a keprové tkaniny majú rovnomernejšiu pevnosť, pretože sú najsilnejšie v miestach, kde sa vlákna pretínajú v oboch smeroch.

kompozitné materiály
Na výrobu panelov, známych aj ako kompozity, sa tkanina z uhlíkových vlákien máča alebo napúšťa epoxidovou živicou a zahrieva sa na vysoké teploty. Výlisky sa vyrábajú umiestnením kúskov látky na formu, ich nasýtením živicou a následným zahrievaním, kým živica neprenikne do všetkých vrstiev.

Výhody uhlíkových vlákien
Kompozity z uhlíkových vlákien vynikajú z niekoľkých dôvodov. Tu sú nejaké:

Ľahký - je to materiál s nízkou hustotou s veľmi vysokým pomerom pevnosti k hmotnosti
Vysoká pevnosť v ťahu – uhlíkové vlákno má jednu z najsilnejších pevností v ťahu zo všetkých komerčne dostupných výstužných vlákien a je ťažké ho natiahnuť alebo ohnúť kvôli jeho maximálnej pevnosti v ťahu
Nízka tepelná rozťažnosť – v horúcich alebo studených podmienkach sa rozťahuje alebo zmršťuje oveľa menej ako materiály ako oceľ a hliník
Vynikajúca odolnosť - uhlíkové vlákno má v porovnaní s kovom vynikajúce únavové vlastnosti
, čo znamená, že diely vyrobené z uhlíkových vlákien sa pri neustálom používaní neopotrebujú tak rýchlo
Odolný voči korózii – ak je vyrobený z vhodnej živice, je to jeden z materiálov s najvyššou odolnosťou voči korózii
Rádiolucencia – uhlíkové vlákno je transparentné pre žiarenie a neviditeľné v röntgenových lúčoch, vďaka čomu je cenné pre použitie v lekárskych zariadeniach a zariadeniach
Vodivosť – Kompozity z uhlíkových vlákien sú vynikajúce
elektrický vodič
Odolné voči UV žiareniu – vhodným použitím
Živica, uhlíkové vlákno môže odolávať UV žiareniu