การจำแนกประเภทของเส้นใยคาร์บอนและขอบเขตของการใช้เส้นใยคาร์บอน

เส้นใยโพลีเมอร์นินทรีย์ที่มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่า 90% ปริมาณคาร์บอนสูงกว่า 99 %% ของเส้นใยแกรไฟต์ ความแข็งแรงตามแนวแกนและโมดูลัสของเส้นใยคาร์บอนสูงไม่มีการลื่นต้านทานความเหนื่อยล้าที่ดีความร้อนและความเป็นตัวนำระหว่างโลหะอโลหะและโลหะค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนมีขนาดเล็กความต้านทานการกัดกร่อนความหนาแน่นของเส้นใยต่ำความสามารถในการซึมผ่านของรังสีเอกซ์ได้ดี แต่ความต้านทานต่อแรงกระแทกต่ำและง่ายต่อการเกิดความเสียหายการเกิดออกซิเดชันภายใต้สภาวะที่มีฤทธิ์เป็นกรดและคอมโพสิตโลหะจะเกิดขึ้นเมื่อปรากฏการณ์คาร์บอเนตคาร์บอเนต carburizing และ electrochemical corrosion ดังนั้นการใช้พื้นผิวคาร์บอนก่อนการใช้งาน คาร์บอนไฟเบอร์สามารถใช้แยกเส้นใย polyacrylonitrile, เส้นใยยางมะตอย, ผ้าไหมย้อมหรือเส้นใยฟีนอลโดยคาร์บอนไดออกไซด์ตามรัฐจะแบ่งออกเป็นเส้นใยเส้นใยสั้นและเส้นใยหลัก; ตามคุณสมบัติทางกลของแบบทั่วไปและแบบสมรรถนะสูง ความแข็งแรงของคาร์บอนไฟเบอร์ทั่วไปคือ 1000 MPA โมดูลัสมีค่าประมาณ 100GPa เส้นใยคาร์บอนประสิทธิภาพสูงยังแบ่งออกเป็นประเภทความแข็งแรงสูง (กำลัง 2000MPa, โมดูลัส 250GPa) และรุ่นที่สูงขึ้น (โมดูลัส 300GPa ข้างบน) ความแรงมากกว่า 4000MPa หรือที่เรียกว่า Ultra High Strength Type; โมดูลัสมีขนาดใหญ่กว่า 450GPa เรียกว่าโมเดล Hyper การพัฒนาอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและอวกาศมีความแข็งแรงสูงและการยืดตัวของเส้นใยคาร์บอนมีความยืดเยื้อมากกว่า 2% ปริมาณสูงสุดคือเส้นใยคาร์บอน polyacrylonitrile เส้นใยคาร์บอนสามารถนำมาแปรรูปเป็นผ้าเสื่อปูเสื่อสายพานกระดาษและวัสดุอื่น ๆ คาร์บอนไฟเบอร์ถูกใช้นอกเหนือไปจากวัสดุฉนวนโดยทั่วไปไม่ได้เป็นเพียงอย่างเดียวเนื่องจากเป็นวัสดุเสริมที่เพิ่มลงในเรซินโลหะเซรามิกคอนกรีตและวัสดุอื่น ๆ ซึ่งก่อตัวเป็นวัสดุผสม วัสดุเสริมใยคาร์บอนไฟเบอร์สามารถใช้เป็นวัสดุโครงสร้างเครื่องบิน, วัสดุป้องกันไฟฟ้าสถิต, เอ็นฉีกขาดและวัสดุทดแทนทางกายภาพอื่น ๆ ตลอดจนการผลิตกระสุนปืนกลเรือเคลื่อนที่หุ่นยนต์อุตสาหกรรมสปริงใบยานยนต์และเพลาไดรฟ์ เส้นใยคาร์บอนแบ่งออกเป็นเส้นใยคาร์บอน polyacrylonitrile (PAN) และเส้นใยคาร์บอนตามสนามตามวัสดุและวิธีการผลิตที่แตกต่างกัน ผลิตภัณฑ์เส้นใยคาร์บอนรวมถึงเส้นใยคาร์บอนที่มีส่วนผสมของกระทะ (ความแข็งแรงสูง) และเส้นใยคาร์บอนสูง (pitch-based carbon fibers) (มีความยืดหยุ่นสูง) เรซินที่แตกต่างกันสามารถมั่นใจได้ว่าผลิตภัณฑ์เหล่านี้มีผลต่อการเจาะได้ดีเช่นคอนกรีตเรซินพื้นผิวและการยึดติดกับแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์และโครงสร้างคอนกรีตเช่นเรซินพันธะอีพ็อกซี่ การพึ่งพาแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์เท่านั้นไม่สามารถใช้สมบัติทางกลที่แข็งแกร่งและความทนทานที่เหนือกว่าได้เพียงผ่านเรซินเคลือบเรซินอีพ็อกซี่เคลือบแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ยึดกับพื้นผิวคอนกรีตเสริมเหล็กและเชื่อมต่อกันอย่างใกล้ชิดกับการก่อตัวของงานทั้งหมดเข้าด้วยกันเพื่อให้บรรลุ วัตถุประสงค์ของการเสริมแรง ดังนั้นประสิทธิภาพของเรซินอีพ็อกซี่เป็นกุญแจสำคัญที่สุดอย่างหนึ่ง เรซินอีพ็อกซี่มีคุณสมบัติที่แตกต่างกันเนื่องจากชนิดที่แตกต่างกันและปรับให้เข้ากับความต้องการที่แตกต่างกันของชิ้นส่วนต่างๆ ตัวอย่างเช่นเรซินพื้นผิวเคลือบมีผลแทรกซึมที่ดีของคอนกรีตสามารถเจาะเข้าไปในคอนกรีตลึก; เรซินอีพ็อกซี่เคลือบด้วย CFRP เป็นเรื่องง่ายที่จะ "เจาะ" แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์และมีการยึดเกาะที่แข็งแกร่ง เรซินจะแบ่งออกเป็นเรซิ่นในฤดูร้อนและฤดูหนาวทั้งนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่ใช้ วัสดุคาร์บอนไฟเบอร์เปรียบเทียบกับวัสดุเสริมอื่น ๆ (1) ความต้านแรงดึง: ความแข็งแรงของแรงดึงของคาร์บอนไฟเบอร์สูงกว่าเหล็กประมาณ 10 เท่า (2) โมดูลัสยืดหยุ่น (Elastic modulus): ค่าโมดูลัสของแรงดึงของวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์สูงกว่าเหล็ก แต่ค่าโมดูลัสของแรงดึงของวัสดุผสมอะรามิดและไฟเบอร์กลาสเท่ากับครึ่งหนึ่งและหนึ่งในสี่ของเหล็ก (3) ความล้าความแข็งแรง: ความเหนื่อยล้าของเส้นใยคาร์บอนและเส้นใยอะรามิดมีค่าสูงกว่าความแข็งแรงสูง ภายใต้ผลกระทบของความเครียดสลับความเมื่อยล้า จำกัด เพียง 30% ~ 40% ของโหลดแบบคงที่ เนื่องจากเส้นใยและคอมโพสิตเมทริกซ์สามารถบรรเทาการแพร่กระจายรอยแตกเช่นเดียวกับความเป็นไปได้ที่การกระจายตัวของเส้นใยภายในเส้นใยความเมื่อยล้าของคอมโพสิตจะสูงขึ้น 70% ~ 80% ของความแข็งแรงโหลดคงที่เป็นเรื่องเกี่ยวกับและมีที่โดดเด่น บ่งชี้การเปลี่ยนรูปก่อนการทำลาย (4) น้ำหนัก: ประมาณหนึ่งในห้าของเหล็ก (5) เมื่อเทียบกับแผ่น CFRP: สามารถวางแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ลงบนพื้นผิวที่มีโครงสร้างหลายรูปแบบในขณะที่แผ่นมีความเหมาะสมกับผิวชิ้นส่วนทั่วไป นอกจากนี้เนื่องจากการวางเรซินรองพื้นเป็นมากกว่าจำนวนแผ่นความหนาและแรงยึดเกาะของคอนกรีตเชื่อมต่อของแผ่น