מה הופך סיבי פחמן לחזקים כל כך

למה סיבי פחמן כל כך חזקים?
סיבי פחמן עשויים מחוטי פחמן גבישיים. הם קטנים בערך פי 00 משערת אדם. במספרים מדויקים, 0.0002-0.0004 אינצ'ים בקוטר.

מבשר סיבי הפחמן הנפוץ ביותר משתמש בפוליאקרילוניטריל (PAN), אם כי יש חלופות אחרות המבוססות על פחמן. בסיבי פחמן, אטומי פחמן קשורים זה לזה בחוזקה. זה יוצר שרשרת של קשרים.

הסידור הייחודי של קריסטלים הופך את הקומפוזיט לחזק במיוחד. חוזק זה מוגבר עוד יותר בשילוב עם סיבי פחמן אחרים.

לכן, המבנה המלוכד הוא זה שהופך את סיבי הפחמן לכל כך בלתי שביר. למרות שהוא קל מאוד.

ניתן לארוג סיבי פחמן לצורות קבועות. זה מאפשר שימוש בחומרים מרוכבים, למשל, בתותבות. סיבי פחמן הם גם קלים מאוד.

אולי שמעתם על חוזק מתיחה. איכות זו מאפשרת לכל דבר העשוי מסיבי פחמן לעמוד ברמות מתח גבוהות לפני שבירה. איכות זו הופכת את סיבי הפחמן לשימושיים בייצור מטוסים.

בנוסף להיותם חזקים במיוחד, סיבי פחמן עמידים להפליא בפני בלאי כימי וחום, מה שהופך אותו לאידיאלי לשימוש תעשייתי.

לבסוף, סיבי פחמן עמידים בחום. כל מוצר העשוי מחומר זה לא יימס בקלות. זה הופך אותו לתחליף מצוין לפלדה.

מוצרי סיבי פחמן יכולים לעמוד בחום של עד 1,000 W/mK.

סיבי פחמן ומתכת
כפי שהזכרנו לעיל, סיבי פחמן משמשים לעתים קרובות בייצור מטוסים. גם לסיבי פחמן וגם לפלדה יש ​​רמה גבוהה של מה שנקרא "מודול גמישות". זהו מדד לקשיחות של חומר, או עמידות בפני דפורמציה.

סיבי פחמן ופלדה חזקים עד 200 GPa, שהיא היחידה המשמשת למדידת מודול האלסטיות. מה שהמספר הזה לא מסביר הוא שהפלדה כבדה משמעותית מסיבי פחמן. בהתחשב במשקל, אנו יכולים להעריך שסיבי פחמן הם למעשה חזקים פי חמישה מפלדה!