najnowszy materiał XXI wieku: włókno węglowe

Włókno węglowe, materiał o wysokiej wydajności zawierający ponad 90% węgla, jest wytwarzany poprzez rozkład włókien organicznych na strukturę szkieletu węglowego w warunkach wysokiej temperatury. Posiada naturalne cechy materiałów węglowych, zachowując jednocześnie giętkość i łatwość obróbki włókien tekstylnych. Z tego względu znajduje szerokie zastosowanie w łopatinach turbin wiatrowych, przemyśle lotniczym i kosmicznym, sporcie i rekreacji, zbiornikach ciśnieniowych, kompozytach węgiel/węgiel oraz infrastrukturze transportowej. Stanowi niezastąpiony materiał strategiczny dla rozwoju gospodarczego kraju.

Klasifikacja

1. Według surowca

Włókna węglowe są klasyfikowane według trzech głównych systemów surowcowych: na bazie poliakrylonitrylu, na bazie smoły i na bazie wiskozy. Spośród nich włókna węglowe na bazie smoły i wiskozy mają stosunkowo ograniczone zastosowania oraz objętości produkcji. Włókna węglowe na bazie poliakrylonitrylu charakteryzują się natomiast lepszymi właściwościami strukturalnymi i użytkowymi, co czyni je dominującym rodzajem we włóknach węglowych pod względem rozwoju i zastosowań, stanowiąc ponad 90% światowej produkcji.

2. Według ilości włókien

Włókna węglowe można sklasyfikować jako małotowarowe lub dużotowarowe w zależności od ilości włókien. Włókna małotowarowe to te o ilości <24K, początkowo dominowały 1K, 3K i 6K, stopniowo rozwijając się do 12K i 24K. Właściwości mechaniczne tych włókien są wyjątkowe, wytrzymałość na rozciąganie wynosi od 3500 do 7000 MPa, a moduł Younga zawiera się w przedziale 230–680 GPa. Znajdują one zastosowanie głównie w wysokich technologiach, takich jak obronność, lotnictwo i przemysł wojskowy, a także w artykułach sportowych i rekreacyjnych. Przykłady obejmują samoloty, rakiety, pociski, satelity, sprzęt wędkarski, kije golfowe i rakiety tenisowe.

Węglowłókna o dużej liczbie nitek typowo obejmują warianty z liczbą nitek przekraczającą 48K, w tym 48K, 60K oraz 80K. Wykazują one wytrzymałość na rozciąganie w zakresie 3500–5000 MPa oraz moduł Younga w granicach 230–290 GPa. Główne zastosowania obejmują produkcję samochodów, łopaty turbin wiatrowych, energooszczędne budownictwo, przemysł tekstylny, sprzęt medyczny i opieki zdrowotnej, systemy elektromechaniczne, inżynierię lądową oraz infrastrukturę transportową.

Węglowłókna o małej liczbie nitek oferują lepszą wydajność, ale są droższe, podczas gdy warianty o dużej liczbie nitek charakteryzują się względnie niższą wydajnością, lecz niższymi kosztami. Główną zaletą włókien o dużej liczbie nitek w porównaniu z typami o małej liczbie nitek jest znaczne zwiększenie pojedynczej mocy produkcyjnej przy identycznych warunkach wytwarzania, co umożliwia osiągnięcie produkcji opłacalnej. Dodatkowo wykazują one wyższą efektywność układania podczas produkcji kompozytów, potencjalnie obniżając koszty produkcji o ponad 30%.

3. Według właściwości mechanicznych

Wytrzymałość na rozciąganie i moduł Younga to dwa najważniejsze wskaźniki oceny wydajności włókna węglowego. Wytrzymałość na rozciąganie zwykle oznacza maksymalne naprężenie, jakie materiał może wytrzymać przed pęknięciem, podczas gdy moduł Younga reprezentuje stosunek naprężenia do odkształcenia podczas sprężystej deformacji, odzwierciedlając sztywność materiału. Włókna węglowe są klasyfikowane do dwóch serii: seria T (włókna węglowe o wysokiej wytrzymałości) i seria M (o wysokim module włókna węglowe ). Włókna z serii T są szerzej stosowane na rynku i obejmują gatunki takie jak T300, T400, T700, T800 oraz T1100.

RDS Composite może dostarczać produkty z włókna węglowego zgodnie z wymaganiami klienta. Nasze produkty są starannie kontrolowane począwszy od zakupu surowców, przez cały proces produkcji, aby zapewnić zgodność ze standardami międzynarodowymi. Zobowiązujemy się do dostarczania produktów o niezawodnej jakości oraz terminowej obsługi.