Les fibres de carbone sont des composites filamenteux constitués à plus de 90 % de carbone et de filaments de 5 à 15 µm de diamètre. Un composite est formé en réunissant certains matériaux non solubles pour former un produit de meilleure qualité que les originaux. Les fibres sont réunies par un polymère appelé matrice (résine), qui fonctionne comme une sorte de colle, qui lie les fibres sous forme de fils, donne forme à la matière et répartit la force à l'intérieur de l'ensemble.
Comparaison des cheveux (du haut à gauche au bas à droite) avec de la fibre de carbone[1]
La fabrication des fibres de carbone s'effectue généralement par le biais de la pyrolyse fibres plastiques contrôlées, c'est-à-dire que ces fibres sont soumises à des températures élevées (supérieures à 800 ºC), et ce matériau est décomposé et transformé en un matériau carboné solide. Le matériau le plus couramment utilisé pour la production de fibres de carbone est le polyacrylonitrile (POÊLE, aussi appelé orlon,acrylique et darlon), un polymère d'addition formé par des additions successives de monomères acrylonitrile :
Les fibres de carbone peuvent également être produites par pyrolyse de le goudron ou de rayonne.
Le premier à produire intentionnellement des filaments de carbone a été Thomas Edison, en 1878, par pyrolyse du coton, pour être utilisé dans les filaments des lampes à incandescence. Cependant, la production de fibres de carbone commerciales n'a commencé qu'en 1950, et depuis lors, de nombreuses recherches ont été menées pour améliorer la qualité de ce matériau.
Parmi les principales propriétés des fibres de carbone figurent: une résistance élevée à la traction, un module d'élasticité masse spécifique extrêmement élevée, faible, bonne résistance électrique et thermique, ainsi que inertie chimique, sauf pour oxydation.
Puisqu'il est si fort et léger en même temps, les fibres de carbone sont un matériau polyvalent avec une large application, largement utilisé dans la fabrication d'engins spatiaux, dans les composants structurels soumis à des températures élevées, tels que les composants d'avions et de turbines de fusée, dans l'industrie automobile, dans les équipements utilisés dans techniques électroanalytiques, dans les pièces de bicyclettes, ainsi que dans les biens de consommation, tels que les téléphones portables, les chaussures, les meubles, les appareils électroménagers, médicaux, sportifs et soins dentaires.
Il existe plus de 100 types de fibres de carbone différents, et pour chaque application, vous devez sélectionner celle qui vous convient le mieux, en fonction de ses propriétés. Malheureusement, le Brésil produit très peu de ce composite, les pays qui dominent le plus dans ce domaine sont le Japon et l'Allemagne.
* Crédits pour les images :
[1]: Image tirée de: Wikimedia Commons;
[2]: Auteur: Jordan Tan /Fonte:Shutterstock.com
Par Jennifer Fogaça
Diplômé en Chimie
