Voor het eerst werd in de jaren 60 koolstof in de auto-industrie gebruikt bij het maken van sportwagens. Geleidelijk aan begon hij de aandacht te trekken van fabrikanten van conventionele machines, wat te wijten was aan de ongebruikelijke eigenschappen van dit materiaal.
Koolstof en zijn samenstelling
Koolstof (of koolstofvezel) is een verzameling van de fijnste filamenten (diameter 0,09 mm) van koolstof, waarvan de sterkte vergelijkbaar is met gelegeerd staal met een veel lagere massa (ongeveer zoals die van aluminium). Van deze draden wordt vezels geweven; het resultaat is een zeer duurzame stof. Vezels kunnen willekeurig worden gerangschikt, of ze kunnen in de vorm van weven zijn.
Het uitgangsmateriaal voor de productie van koolstofvezel is polyacrylonitril, een witte stof die qua eigenschappen op wol lijkt. Het wordt meerdere keren verwarmd in een omgeving met inert gas. In de eerste fase, bij een temperatuur van + 260 ° C, wordt de structuur van de stof veranderd (op moleculair niveau), dan al bij + 700 ° C, de koolstofatomen "dwingen om waterstof te dumpen". Geleidelijk, na meerdere keren verwarmen, wordt het op + 3000 ° C gebracht - dit proces wordt grafitisatie genoemd. Als gevolg hiervan wordt koolstof meer en is de binding tussen de atomen sterker. Simpel gezegd, koolstof kan worden beschouwd als koolstofvezel die is verwarmd tot carbonisatie.
Koolstofkenmerken en toepassingen
Een van de belangrijkste positieve eigenschappen van koolstof is de hoge sterkte, die 1500 kg / cu bereikt. m. In dit geval bereikt de treksterkte 1800 mPa. De temperatuurlimiet van dit materiaal is + 2000 ° C. Koolstofvezelfilamenten werken alleen goed onder spanning, dus het maken van een stijve structuur is zeer problematisch. Carbon is vrij kwetsbaar, brokkelt af bij impact, dus het is bijna onmogelijk om het onderdeel te repareren. Bij constante blootstelling aan ultraviolet licht verliest koolstofvezel zijn oorspronkelijke kleur. De positieve eigenschappen wegen echter op tegen de nadelen; Dit wordt bevestigd door de productie van remschijven, remblokken voor sportwagens ervan, om nog maar te zwijgen van de ruimtetechnologie.
Een van de kenmerken van koolstof is het soortelijk gewicht (of dichtheid van de stof), uitgedrukt in g / sq. m. Deze parameter is afhankelijk van de dikte van de vezel, die enkele duizenden draden kan bevatten. Als de markering bijvoorbeeld de aanduiding 2K bevat, zitten er 2000 draden in de vezel. De meest duurzame koolstof wordt afgekort als UHM. Naast de dichtheid is een belangrijk kenmerk de manier waarop de draden zijn geweven (het is afwezig in het goedkoopste materiaal).
Bij het afstemmen van voertuigen worden meestal weefsoorten zoals Twill, Satin, Plain gebruikt. Het meest voorkomende aantal strengen in een vezel is 1 tot 24K. Dit laatste type weefsel wordt veel gebruikt bij de vervaardiging van militair materieel onder enorme belasting.
