کاربرد الیاف کربن

ما درباره کاربرد الیاف کربن صحبت خواهیم کرد. الیاف کربن نوعی پلیمر است که گاهی اوقات به عنوان الیاف گرافیت شناخته می‌شود. این ماده، بسیار مستحکم و از طرفی بسیار سبک وزن است. این نوع پلیمر پنج برابر قوی‌تر از فولاد و دو برابر مستحکم تر از آن است که آن را به ماده‌ای ایده آل برای کاربردهای مختلفی تبدیل می‌کند. 

اینها تنها چند دلیل است که چرا الیاف کربن مورد علاقه مهندسان برای مقاوم سازی ساختمان‌ها و بسیاری کاربردهای دیگراست. در این مقاله، پس، با ما همراه باشید. 

الیاف کربن چیست؟ 

الیاف کربن از اتم‌های کربن تشکیل شده است که به یکدیگر پیوند خورده و یک زنجیره طولانی تشکیل داده اند. 

این الیاف بسیار سفت، محکم و سبک هستند و در بسیاری از فرآیندها برای ایجاد مصالح ساختمانی عالی استفاده می‌شوند. 

کاربرد الیاف کربن در انواع بلوک‌های ساختمانی «خام» می باشد که به نوبه خود برای ایجاد قطعات کامپوزیتی استفاده می‌شوند. 

ممکن است شنیده باشید که از الیاف کربن به عنوان «کامپوزیت» یاد می‌شود. این به این دلیل است که الیاف کربن از دو ماده مختلف ساخته شده است که در صورت ترکیب شدن، یک ماده واحد را با مزایای هر دو ماده ایجاد می‌کند. 

برای ایجاد کامپوزیت، الیاف کربن که از نظر کشش و فشرده‌سازی سفت هستند، به یک ماتریس پایدار نیاز دارند تا در آن قرار بگیرند و شکل خود را حفظ کنند. 

رزین اپوکسی یک پلاستیک عالی با خواص فشاری و برشی مناسب است و اغلب برای تشکیل این ماتریس استفاده می‌شود که می تواند بستری برای تولید الیاف کربن تقویت‌ شده فراهم می‌کنند. 

کاربرد الیاف کربن چیست؟ 

کاربرد الیاف کربن بیشتر در صنایع ساختمانی، اتومبیل و هواپیما است. با یک جستجوی سریع در گوگل می‌توانید همه چیز را درباره این پلیمر پرمصرف بدانید از صندلی های ساخته شده از الیاف کربن گرفته تا ساختمان های مقاوم سازی شده با این کامپوزیت. 

اگرچه برخی از این موارد چندان جدید نیستند، اما نمونه های زیادی وجود دارد که ثابت می‌کند الیاف کربن ماده ایده آلی برای کاربردهای فراوان است که مهندسین نسبت به ان توجه ویژه‌ای دارند. 

تاریخچه الیاف کربن 

الیاف کربن در ابتدا در سال ۱۹۵۸ در نزدیکی کلیولند، اوهایو اختراع شد و در اصل به عنوان عایق، فیلتراسیون و روشنایی مورد استفاده قرار گرفت. 

سال‌ها بعد، شرکتی به نام یونیون کاربید پارچه کربنی تولید کرد که به عنوان جایگزینی برای فایبرگلاس به نیروی هوایی ایالات متحده ارائه شد. 

اگرچه خواص مکانیکی این مواد اولیه چندان ویژه نبود، یونیون کاربید به پتانسیل این ماده پی برد و بعداً فرآیند ایجاد الیاف کربن را به شکلی که امروزه می‌شناسیم، تکمیل کرد. 

الیاف کربن در صنعت نظامی

ارتش اولین صنعتی بود که از الیاف کربن در ظرفیت قابل توجهی استفاده کرد. این کار با نیروی دریایی ایالات متحده آغاز شد که از لامپ‌های رشته‌ای با رشته‌های الیاف کربن به دلیل مقاومت آن‌ها در برابر لرزش کشتی استفاده کرد. 

ارتش همچنین مقدار زیادی از تحقیقات اولیه یونیون کاربید در مورد الیاف کربن مبتنی بر ابریشم مصنوعی را تأمین مالی کرد و درنتیجه از آن، به عنوان اجزای موشک و هواپیما استفاده کرد. 

الیاف کربن درهوا فضا

صنعت هوافضا یکی از اولین صنایعی بود که کاربرد الیاف کربن را پذیرفت.  الیاف کربن در این صنعت با پره‌های کمپرسور الیاف کربن رولز رویس در مجموعه‌های موتور جت در دهه ۱۹۶۰، شروع شد. سپس، صنعت هوافضا به سرعت شروع به بررسی الیاف کربن به عنوان جایگزینی برای آلومینیوم و تیتانیوم در انواع خاصی از قطعات مورد نیاز خود کرد. بیشتر این توجه به دلیل برتری استحکام نسبت به وزن فیبر کربن در مقایسه با سایر فلزات بود. 

الیاف کربن در کالاهای ورزشی

محققان بریتانیایی در اواسط دهه ۱۹۶۰ کاربرد الیاف کربن مبتنی بر PAN را توسعه دادند که در مقایسه با وزن از استحکام بالایی برخوردار بود. 

تولیدکنندگان به سرعت در این حوزه سرمایه‌گذاری کردند و شرکت‌های بریتانیایی تعدادی از اولین چوب‌های گلف فیبر کربنی، راکت تنیس و اسکی را تولید کردند. 

این مطلب را هم مطالعه کنید: خدمات مقاوم سازی

الیاف کربن در خودرو

کاربرد الیاف کربن به سرعت در ساخت خودرو جایگاه خود را پیدا کرد. این ماده برای اولین بار در خودروهای فرمول ۱ و NASCAR به دلیل نسبت استحکام به وزن آن استفاده شد که به ساخت خودروهای سریعتر کمک کرد. 

این ماده همچنین به دلیل ظاهر شیک و با تکنولوژی بالا در تولید خودروهای سطح بالا مورد توجه قرار گرفت. 

با کاهش هزینه ها، انتظار می‌رود از الیاف کربن در تولید انبوه قطعات خودرو مانند بدنه و فریم استفاده شود. 

الیاف کربن در صنعت پزشکی

رشته پزشکی یکی دیگر از صنایعی است که کاربرد الیاف کربن در سال‌های اخیر پیشرفت چشمگیری داشته است. 

الیاف کربن در تصاویر اشعه ایکس به صورت شفاف ظاهر می‌شود که منجر به استفاده از آن در طیف گسترده‌ای از تجهیزات اشعه ایکس و تصویربرداری شده است. 

الیاف کربن در مقاوم سازی ساختمان‌ با هزینه کم 

مقاوم سازی ساختمان‌ها با الیاف کربن به عنوان جایگزین بسیار ارزانتری برای فولاد طی سال های اخیر به شدت مورد توجه قرار گرفته است. 

کاربرد الیاف کربن برای مقاوم سازی ساختمان نه تنها ارزان‌تر از بتن و فولاد است بلکه سریع‌تر نیز نصب می‌شود و همین امر موجب شده که یکی از کاربرد مهم الیاف کربن، در ارائه خدمات مقاوم سازی ساختمان‌ها باشد.

مزایای خرید الیاف کربن برای مقاوم سازی ساختمان

• الیاف کربن، ماده ای با چگالی کم با نسبت استحکام به وزن بسیار بالا است
• یکی از قوی‌ترین الیاف تقویت کننده تجاری است.
•  کشش یا خمش الیاف کربن بسیار دشوار است. 
• در شرایط گرم یا سرد بسیار کمتر از موادی مانند فولاد و آلومینیوم منبسط یا منقبض می‌شود. 
• هنگامی که با رزین‌های مناسب ساخته می‌شود، یکی از مقاوم‌ترین مواد موجود در برابر خوردگی است. 
• در برابر تشعشع شفاف است و در اشعه ایکس نامرئی است و برای استفاده در تجهیزات پزشکی و مقاوم سازی ساختمان ارزشمند است. 
• کامپوزیت‌های الیاف کربن رسانای عالی الکتریسیته هستند و یکی از دلایل کاربرد الیاف کربن در صنایع مختلف، رسانا بودن آن است. 
• الیاف کربن با استفاده از رزین‌های مناسب می‌تواند در برابر اشعه ماوراء بنفش مقاوم باشد. 

سخن پایانی

الیاف کربن دارای ویژگی‌های منحصر به فردی است که موجب می شود در طیف گسترده‌ای از پروژه‌های ساختمان سازی، پزشکی، خودروسازی و غیره استفاده شود. 

کاربرد الیاف کربن چه به صورت پارچه، ورق جامد یا لوله در صنایع هوا و فضا و مقاوم سازی ساختمان‌های قدیمی و جدید، به طور روز افزونی گسترش می یابد. هرچند قیمت آن‌ها هنوز گران است اما ویژگی هایی مانند استحکام بالا و وزن سبک، جایگاه ویژه ای به آن بخشیده است. 

شما می‌توانید جهت مشاوره درباره کاربرد الیاف کربن در مقاوم سازی ساختمان با کارشناسان شرکت ما درارتباط باشید.