Fibrele de carbon sunt compozite filamentoase formate din peste 90% carbon și filamente cu diametrul de la 5 la 15 µm. Un compozit se formează prin îmbinarea anumitor materiale nesolubile pentru a forma un produs de calitate mai bună decât originalele. Fibrele sunt unite între ele printr-un polimer numit matrice (rășină), care funcționează ca un fel de lipici, care leagă fibrele sub formă de fire, dă formă materialului și distribuie forța în interiorul setului.
Comparația părului (de la stânga sus la dreapta jos) cu fibra de carbon[1]
Fabricarea fibrelor de carbon se realizează de obicei prin piroliza fibrele de plastic controlate, adică aceste fibre sunt supuse la temperaturi ridicate (peste 800 ° C), iar acest material este descompus și transformat într-un material carbonic solid. Materialul cel mai utilizat în prezent pentru producerea fibrelor de carbon este poliacrilonitril (TIGAIE, numit si orlon,acril și darlon), un polimer de adiție format din adăugări succesive de monomeri acrilonitrilici:
Fibrele de carbon pot fi produse și prin piroliza gudron sau din raion.
Primul care a produs intenționat filamente de carbon a fost Thomas Edison, în 1878, prin piroliza bumbacului, pentru a fi utilizat în filamentele lămpii cu incandescență. Cu toate acestea, producția de fibre comerciale de carbon a început abia în 1950 și de atunci s-au făcut multe cercetări pentru a îmbunătăți calitatea acestui material.
Printre principalele proprietăți ale fibrelor de carbon se numără: rezistența la tracțiune ridicată, modulul de elasticitate masă specifică extrem de mare, scăzută, bună rezistență electrică și termică, precum și inertitate chimică, cu excepția oxidare.
Deoarece este atât de puternică și ușoară în același timp, fibrele de carbon sunt un material versatil cu aplicare largă, fiind utilizate pe scară largă la fabricarea navelor spațiale, în componentele structurale supuse la temperaturi ridicate, cum ar fi componentele de aeronave și turbine rachete, în industria automobilelor, în echipamentele utilizate tehnici electroanalitice, în piese de biciclete, precum și în bunuri de larg consum, cum ar fi telefoane mobile, încălțăminte, mobilă, electrocasnice, medicale, sportive și ingrijire dentara.
Există mai mult de 100 de tipuri diferite de fibre de carbon și, pentru fiecare aplicație, trebuie să o selectați pe cea mai convenabilă, în funcție de proprietățile sale. Din păcate, Brazilia produce foarte puțin din acest compozit, țările care domină cel mai mult în acest domeniu sunt Japonia și Germania.
* Credite pentru imagini:
[1]: Imagine preluată de la: Wikimedia Commons;
[2]: Autor: Jordan Tan /Fonte:Shutterstock.com
De Jennifer Fogaça
Absolvent în chimie