Vad gör kolfiber så starkt

Varför är kolfiber så stark?
Kolfiber är gjord av kristallina kolfilament. De är ungefär 100 gånger mindre än ett människohår. I exakta tal, 0.0002-0.0004 tum i diameter.

Den vanligaste kolfiberprekursorn använder polyakrylnitril (PAN), även om det finns andra kolbaserade alternativ. I kolfiber är kolatomer tätt sammanbundna. Detta bildar en kedja av bindningar.

Det unika arrangemanget av kristaller gör kompositen exceptionellt stark. Denna styrka förstärks ytterligare när den kombineras med andra kolfibrer.

Därför är det den bundna strukturen som gör kolfibern så okrossbar. Även om det är väldigt lätt.

Kolfibrer kan vävas till permanenta former. Detta gör att kompositmaterial kan användas till exempel i proteser. Kolfiber är också väldigt lätt.

Du kanske har hört talas om draghållfasthet. Denna kvalitet gör att allt som är gjort av kolfiber tål höga nivåer av spänningar innan det går sönder. Denna kvalitet gör kolfiber användbar vid tillverkning av flygplan.

Förutom att vara extremt stark är kolfiber också otroligt resistent mot kemiskt slitage och värme, vilket gör den idealisk för industriellt bruk.

Slutligen är kolfiber värmebeständiga. Alla produkter gjorda av detta material kommer inte att smälta lätt. Detta gör den till ett utmärkt substitut för stål.

Kolfiberprodukter tål värme upp till 1,000 W/mK.

kolfiber och metall
Som vi nämnde ovan används ofta kolfiber vid tillverkning av flygplan. Både kolfiber och stål har en hög nivå av vad som kallas "elasticitetsmodul". Detta är ett mått på ett materials styvhet eller motstånd mot deformation.

Kolfiber och stål är starka upp till 200 GPa, vilket är den enhet som används för att mäta elasticitetsmodulen. Vad den siffran inte står för är att stål är betydligt tyngre än kolfiber. Med hänsyn till vikten kan vi uppskatta att kolfiber faktiskt är fem gånger starkare än stål!