الیاف کربن یکی از پرکاربردترین الیاف در صنعت است؛ و در تولید انواع کامپوزیتها استفاده میشود.
این الیاف ضریب الاستیک نسبتاً بالایی درمقایسه با الیاف شیشه و کولار دارد. ضریب انبساط گرمایی این نوع الیافها در دماهای متفاوت کم میباشد که این مسئله باعث پایداری اندازه الیافهای کربن در دماهای مختلف میگردد.
فیبر کربن عنصری با چگالی ۲٫۲۷g/cm3 است و اشکال بلوری مختلفی دارد. رشته الیاف کربن که از فیبرهای کربن تشکیل میگردد، به مراتب نازکتر از موی انسان در قطر بین ۶ تا ۱۰ میکرومتری میباشند. علیرغم حجم بالای استفاده از آنها، قیمت الیاف کربن هنوز نسبتاً بالا است. این مسئله باعث محدودیت فروش الیاف کربن میگردد.
فیبر و الیاف کربن در مدولهای الاستیسیته و مقاومتهای کششی مختلف و با بافتهای الیاف یک جهته و دو جهته برای تولید مصالح کامپوزیتی صنایع مختلف و مقاومسازی انواع سازههای بتنی عرضه میگردند. با توجه به نیاز صنعتهای مختلف کشور ایران، الیاف کربن در طیف گستردهای از انواع فیبر از ۳K تا ۵۰K و با وزنهای مختلف و عرضهای مختلف ارائه میشوند.
مزایای الیاف کربن
نسبت بسیار زیاد استحکام به وزن – مقاومت کششی بالا (مقاومت کششی فوقالعاده نسبت به وزن آن (الیاف کربن تقریباً یک سوم فولاد وزن و ۵ الی ۱۰ برابر آن مقاومت دارد). )
نسبت بالای مدول کششی الاستیسیته به وزن
استحکام مناسب در برابر خستگی
ضریب انبساط حرارتی بسیار پائین (کامپوزیتهای سبک و مستحکم و پایداری در برابر حرارت آن را از سایر مواد مهندسی متمایز میسازد)
قابلیت بافت و تولید پارچه
مقاومت بالا در برابر خوردگی (دوام و عمر طولانی در برابر مواد شیمیایی و نفوذ ناپذیری در برابر اشعهX از بارزترین خصوصیات الیاف کربن به شمار میرود)
نمونه از شکست فیبر کربن استفاده شده در شاتل فضایی شکست فیبر کربن به دلیل کرنش کشسانی پایین مانند مواد ترد میباشد و دچار تغییر شکل مانند فلزات نمیشود
معایب الیاف کربن
کرنش گسیختگی بسیار کم و شکننده بودن
کربن هادی الکتریکی است. هدایت الکتریکی بالا ممکن است سبب ایجاد اتصالات کوتاه در قطعات غیر عایق الکتریکی گردد.
کرنش کم در لحظه شکست
قیمت بالا
مقاومت ضربهای کم
فیبر الیاف کربن
یک تار الیاف کربن ۶میکرونی در مقایسه با موی انسان
الیاف کربن معمولاً بر اساس تعداد فیلامنت، مقاومت کششی، مدول الاستیسیته، و دمای نهایی عملیات حرارتی دستهبندی میگردند.
الیاف کربن بر اساس تعداد فیلامنت
رشته الیاف کمتر از ۲۴۰۰۰ فیلامنت که توو (TOW) کوچک یا سبک
رشته الیاف بیشتر از ۲۴۰۰۰ فیلامنت که اصطلاحاً توو بزرگ یا سنگین نامیده میشوند،
بر اساس ویژگی خواص مکانیکی
الیاف کربن به صورت فیبر کربن با مدول الاستیک بالا (۳۵۰–۴۵۰ GPa)
الیاف کربن با مدول متوسط (۲۵۰–۳۵۰ GPa)
الیاف کربن با مقاومت کششی گسیختگی بالا و مدول پایین (مقاومت کششی بیشتر از ۳۰۰۰ مگا پاسکال و مدول کمتر از ۲۰۰۰ گیگا پاسکال (مدول فولاد حدود ۲۰۰ گیگا پاسکال میباشد)
نمونه دیگری از کاربرد کامپوزیت کربن که با نام کولار معروف است و در صنایح تولیدی مختلفی کاربرد دارد از جمله کشتیرانی و صنایعی چون تولید دستکشهای خاص و لباسهای ضد حریق و…
قابل بررسی میباشد. پیشرفت در هر کدام از این حوزهها، تأثیر بسیار مهمی در قیمت الیاف کربن و افزایش فروش الیاف کربن خواهد داشت.
الیاف کربن از طریق پیرولیز مبناهای آلی که به شکل الیاف هستند، تولید میگردند.
ویژگی فیزیکی الیاف کربن با افزایش درجه تبلور و میزان جهت گیری الیاف پیش زمینه یا مبنا و کاهش ضعفهای موجود، بهبود مییابند. بدین ترتیب، مناسبترین روش در فرایند تولید الیاف کربن با ویژگیهای مناسب، استفاده از الیاف مبنا با بیشترین مقدار جهت گیری و حفظ آن در طی فرآیندهای پایدار سازی و کربونیزاسیون از طریق اعمال کشش میباشد. الیاف اکریلیک به دلیل داشتن بیش از ۵۵ درصد کربن در ساختار خود، یکی از بهترین پیشزمینهها جهت تولید الیاف کربن میباشد.
ی و وجود نواقص ساختاری در الیاف، مرتبط است
در این صفحه تعداد 398 مقاله تخصصی درباره الیاف کربن که در نشریه های معتبر علمی و پایگاه ساینس دایرکت (Science Direct) منتشر شده، نمایش داده شده است. برخی از این مقالات، پیش تر به زبان فارسی ترجمه شده اند که با مراجعه به هر یک از آنها، می توانید متن کامل مقاله انگلیسی همراه با ترجمه فارسی آن را دریافت فرمایید. در صورتی که مقاله مورد نظر شما هنوز به فارسی ترجمه نشده باشد، مترجمان با تجربه ما آمادگی دارند آن را در اسرع وقت برای شما ترجمه نمایند.
مقالات ISI الیاف کربن (ترجمه نشده)
مقالات زیر هنوز به فارسی ترجمه نشده اند. در صورتی که به ترجمه آماده هر یک از مقالات زیر نیاز داشته باشید، می توانید سفارش دهید تا مترجمان با تجربه این مجموعه در اسرع وقت آن را برای شما ترجمه نمایند.