מה זה סיבי פחמן?

סיבי פחמן (הידועים גם כסיבי פחמן) הם אחד החומרים החזקים והקלים בשוק כיום. חומרים מרוכבים של סיבי פחמן חזקים פי חמישה ושליש ממשקל הפלדה והם נמצאים בשימוש נפוץ בתעופה וחלל, רובוטיקה, מירוצים ויישומים תעשייתיים שונים.

 

בד
סיבי פחמן מתחילים כקווצות מאוד מאוד דקות של סיבים, דקות יותר משערת אדם. גדילים אלה מסובבים יחד כמו חוט (הנקראים גרירות) ושזורים לתוך בדי סיבי פחמן, זמינים בדרך כלל במשקלים של 3k, 6k ו-12k. בד 3k מכיל 3,000 חוטי פחמן לכל גרר, בעוד שהבד הכבד יותר של 6k מכיל 6,000 חוטי פחמן לכל גרר.

הבד זמין במגוון של אריגה עם תכונות חוזק שונות. הנפוצים שבהם הם אריגה רגילה, אריגה גודשת, אריגה אריג ואריגה חד כיוונית.

קליעה חיונית משתי סיבות: מראה ופונקציונליות. כל רקמה נראית שונה מאוד, ולפעמים אנשים מעדיפים את המראה של רקמה מסוימת עבור יישום ספציפי. אריגה משפיעה גם על חוזק המוצר.

אריגה חד כיוונית מייצרת יריעה חזקה מאוד בכיוון הסיבים אך חלשה בכיוון ההפוך. לבדים פשוטים ואריג, לעומת זאת, יש חוזק אחיד יותר מכיוון שהם החזקים ביותר בנקודות שבהן הסיבים חוצים לשני הכיוונים.

חומרים מרוכבים
להכנת לוחות, הידועים גם כחומרים מרוכבים, בד סיבי פחמן טובלים או מוחזרים בשרף אפוקסי ומחממים אותו בטמפרטורות גבוהות. פיתוחים נעשים על ידי הנחת פיסות בד על תבנית, הרוויה שלהן בשרף, ולאחר מכן חימום עד שהשרף חודר לכל השכבות.

היתרונות של סיבי פחמן
חומרים מרוכבים של סיבי פחמן בולטים מכמה סיבות. הנה כמה:

קל משקל - זהו חומר בצפיפות נמוכה עם יחס חוזק למשקל גבוה מאוד
חוזק מתיחה גבוה - סיבי פחמן הם אחד מחוזק המתיחה החזקים ביותר מכל סיבי החיזוק הזמינים מסחרית וקשה למתוח או לכופף בגלל חוזק המתיחה האולטימטיבי שלו
התפשטות תרמית נמוכה - הוא מתרחב או מתכווץ הרבה פחות בתנאים חמים או קרים מאשר חומרים כמו פלדה ואלומיניום
עמידות מעולה - עם
לסיבי פחמן יש תכונות עייפות מעולות בהשוואה למתכות, כלומר חלקים העשויים מסיבי פחמן לא יישחקו כל כך מהר תחת הלחץ של המשך השימוש
עמיד בפני קורוזיה - כאשר הוא עשוי מהשרף המתאים, זהו אחד החומרים העמידים ביותר בפני קורוזיה
רדיולוקנטיות - סיבי פחמן שקופים לקרינה ואינם נראים בקרני רנטגן, מה שהופך אותם לבעלי ערך לשימוש במכשירים רפואיים ומתקנים
מוליכות--
חומרים מרוכבים של סיבי פחמן הם מוליכים חשמליים מצוינים
עמיד בפני UV - על ידי שימוש מתאים
שרף, סיבי פחמן יכולים להתנגד לקרני UV
חִסָרוֹן
סיבי פחמן יכולים להישבר או להתנפץ כאשר הם נדחסים, לחרוג מיכולות החוזק שלהם, או נתונים לפגיעות גבוהות. אם תפגע בו עם פטיש הוא ישבר. עיבוד שבבי וחורים יכולים גם ליצור אזורים חלשים, ולהגביר את הסבירות להישבר.
עלות יחסית - סיבי פחמן הם חומר באיכות גבוהה עם מחיר מתאים. למרות ש
המחירים ירדו משמעותית בחמש השנים האחרונות, אך הביקוש לא גדל מספיק
להגדיל משמעותית את ההיצע. לכן, המחיר
זה כנראה יישאר ללא שינוי בעתיד הקרוב.