Šta čini karbonska vlakna tako jakima

Zašto su karbonska vlakna tako jaka?
Ugljična vlakna su napravljena od kristalnih karbonskih vlakana. Oni su oko 100 puta manji od ljudske kose. U tačnim brojevima, 0.0002-0.0004 inča u prečniku.

Najčešći prekursor karbonskih vlakana koristi poliakrilonitril (PAN), iako postoje i druge alternative na bazi ugljika. U karbonskim vlaknima, atomi ugljika su čvrsto povezani. Ovo formira lanac veza.

Jedinstveni raspored kristala čini kompozit izuzetno čvrstim. Ova snaga je dodatno poboljšana u kombinaciji s drugim karbonskim vlaknima.

Stoga je vezana struktura ono što čini karbonska vlakna tako neraskidivim. Iako je veoma lagan.

Ugljična vlakna mogu se utkati u trajne oblike. To omogućava upotrebu kompozitnih materijala, na primjer, u protetici. Karbonska vlakna su takođe veoma lagana.

Možda ste čuli za vlačnu čvrstoću. Ova kvaliteta omogućava da sve što je napravljeno od karbonskih vlakana izdrži visok nivo napetosti prije nego što se slomi. Ovaj kvalitet čini karbonska vlakna korisnim u proizvodnji aviona.

Osim što su izuzetno jaka, karbonska vlakna su također nevjerovatno otporna na hemijsko habanje i toplotu, što ih čini idealnim za industrijsku upotrebu.

Konačno, karbonska vlakna su otporna na toplinu. Bilo koji proizvod napravljen od ovog materijala neće se lako rastopiti. To ga čini odličnom zamjenom za čelik.

Proizvodi od karbonskih vlakana mogu izdržati toplinu do 1,000 W/mK.

karbonska vlakna i metal
Kao što smo već spomenuli, karbonska vlakna se često koriste u proizvodnji aviona. I karbonska vlakna i čelik imaju visok nivo onoga što se zove "modul elastičnosti". Ovo je mjera krutosti materijala ili otpornosti na deformaciju.

Ugljična vlakna i čelik su jaki do 200 GPa, što je jedinica koja se koristi za mjerenje modula elastičnosti. Ono što taj broj ne uzima u obzir je da je čelik znatno teži od karbonskih vlakana. Uzimajući u obzir težinu, možemo procijeniti da su karbonska vlakna zapravo pet puta jača od čelika!