FIBRA DE CARBONI

Aprofitant el projecte sobre nanotecnología us presento un article sobre la fibra de Carboni, un producte que esta revolucionant el món de la enginieria.

La fibra de carboni és una fibra sintètica constituïda per fins filaments de 5-10 micres de diàmetre i compost principalment per carbono.1 Cada fibra de carboni és la unió de milers de filaments de carboni. Es tracta d'una fibra sintètica perquè es fabrica a partir de l'poliacrilonitrilo. Té propietats mecàniques similars a l'acer i és tan lleugera com la fusta o el plàstic. Per la seva duresa té major resistència a l'impacte que l'acer.

La principal aplicació és la fabricació de materials compostos, en la majoria dels casos -aproximadament un 75% - amb polímers termoestables. El polímer és habitualment resina epoxi, de tipus termostable tot i que també pot associar-se a altres polímers, com el polièster o el vinilèster.

ESTRUCTURA

L'estructura atòmica de la fibra de carboni és similar a la del grafit, consistent en làmines d'àtoms de carboni ordenats en un patró regular hexagonal. La diferència està en la manera en què aquestes fulles s'entrecreuen. El grafit és un material cristal·lí on les fulles es situen paral·lelament les unes a les altres de manera regular. Les unions químiques entre les fulles és relativament feble, el que proporciona al grafit seva blanor i brillantor característics. La fibra de carboni és un material amorf: les làmines d'àtoms de carboni es col·loquen a l'atzar, estretes o juntes. Aquesta integració de les làmines de carboni és responsable de la seva alta resistència. La densitat de la fibra de carboni és de 1.750 kg / m3. És conductor elèctric i de baixa conductivitat tèrmica. A l'escalfar-se, un filament de carboni es fa més gruixut i curt. La seva densitat lineal (massa per unitat de longitud, amb la unitat * 1 tex = 1 g / 1000 m) o pel nombre de filaments per iarda, en milers.

PROPIETATS

Les propietats principals d'aquest material són:

• Molt elevada resistència mecànica, amb un mòdul d'elasticitat elevat.
• Baixa densitat, en comparació amb altres materials com ara l'acer.
• Elevat preu de producció.
• Resistència a agents externs.
• Gran capacitat d'aïllament tèrmic.
• Resistència a les variacions de temperatura, conservant la seva forma, només si s'utilitza matriu termostable.
• Les raons de l'elevat preu dels materials realitzats amb fibra de carboni es deuen a diversos factors:

El reforç, fibra, és un polímer sintètic que requereix un car i llarg procés de producció. Aquest procés es realitza a alta temperatura -entre 1100 i 2500 ° C en atmosfera d'hidrogen durant setmanes (o fins i tot mesos) depenent de la qualitat que es desitgi obtenir, ja que poden realitzar-se processos per millorar algunes de les seves característiques una vegada que es ha obtingut la fibra. L'ús de materials termoestables dificulta el procés de creació de la peça final, ja que es requereix d'un complex utillatge especialitzat, com el forn autoclau.

USOS

La fibra de carboni (FC) es va desenvolupar inicialment per a la indústria espacial, però ara, en baixar de preu, s'ha estès a altres camps on té moltes aplicacions: Principalment la indústria del transport i l'esport d'alta competició. En la indústria aeronàutica i automobilística, igual que en vaixells i en bicicletes, on les seves propietats mecàniques i lleugeresa són molt importants. També s'està fent cada vegada més comú en altres articles de consum com patins en línia, raquetes de tennis, edificis, ordinadors portàtils, trípodes i canyes de pesca i fins i tot en joieria .últimamente trobem l'FC fins a carteres de butxaca (moneders i carteres ), rellotges, escuts, actuacions de carrera, tractors, pales, etc.2 Elements que es poden elaborar amb la fibra de carboni:

• pròtesis
• Mitjans de transport
• construccions
• Cascos de motocicleta
• material esportiu
• drones
• instruments musicals
• Canyes de pescar de competició i o molt alta resistència.