A fibra de carbono, também conhecida como fibra de grafite ou grafite de carbono, é feita de filamentos muito finos do elemento carbono. A fibra de carbono tem alta resistência à tração e é muito forte para seu tamanho. Também é um material muito leve.
O diâmetro de cada fibra é de {{0}} mícrons. Para se ter uma ideia de quão pequeno é, um mícron é igual a 0,0001 mm. Um filamento de teia de aranha tem entre 3 e 8 mícrons de diâmetro.
Recursos e aplicativos
A fibra de carbono é duas vezes mais dura e cinco vezes mais forte que o aço. Outra característica é seu alto grau de resistência química, resistência a altas temperaturas e baixa expansão térmica.
A fibra de carbono é um importante material de engenharia na fabricação de aeronaves, veículos de alto desempenho, equipamentos esportivos e instrumentos musicais.
Como a fibra de carbono é feita
A fibra de carbono é feita de polímeros orgânicos. Esses polímeros são constituídos por longas cadeias de moléculas ligadas entre si por átomos de carbono. Cerca de 90% da fibra de carbono é feita pelo processo de poliacrilonitrila (PAN). Os 10% restantes são produzidos em processos de rayon ou betume de petróleo.
Os gases, líquidos e outros materiais utilizados no processo de fabricação produzem certos efeitos, qualidades e graus de fibra de carbono. Os mais altos graus de fibra de carbono com propriedades de módulo ideais são usados em aplicações exigentes, como a indústria aeroespacial.
Os fabricantes de fibra de carbono variam na mistura de matérias-primas que utilizam. Freqüentemente, tratam suas receitas específicas como segredos comerciais.
processo de manufatura
Durante o processo de fabricação, as matérias-primas chamadas precursores são transformadas em longos feixes de fibras. As fibras são então tecidas em tecido. Eles também podem ser combinados com outros materiais, enrolados em filamentos ou moldados no formato e tamanho desejados.
O processo de fabricação é o seguinte:
Girar. PAN é misturado com outros ingredientes e transformado em fibras, que são depois lavadas e esticadas.
Estabilizar. Mudanças químicas para estabilizar ligações.
Carbonização. As fibras estabilizadoras são aquecidas a temperaturas muito altas, formando cristais de carbono fortemente ligados.
Trate a superfície. A superfície da fibra é oxidada para melhorar as propriedades de ligação.
dimensionamento. As fibras são revestidas e enroladas em carretéis. Eles são então carregados em máquinas de fiar, que torcem as fibras em fios de diferentes tamanhos.
As fibras podem ser transformadas em materiais compósitos em vez de tecidas em tecidos. Para formar o compósito, pode-se usar calor, pressão ou vácuo para ligar as fibras ao polímero plástico.
