,

آشنایی با فیبر کربن


آنچه به‌عنوان فیبر کربن می‌شناسیم، ماده‌ای متشکل از رشته‌های بسیار نازک اتم‌های کربن می‌باشد. هنگامی‌که این رشته‌های کربنی نازک توسط رزین پلاستیکی پلیمری تحت گرما، فشار و یا خلأ به یکدیگر متصل می‌شوند، ماده‌ای بسیار قوی اما سبک ایجاد می‌شود که فیبر کربن نامیده می‌شود. فیبر کربن می‌تواند مقاومتی تا ۵ برابر فولاد داشته باشد، درحالی‌که وزن آن حدود یک‌چهارم وزن فولاد است.

ویژگی‌های منحصربه‌فرد فیبرهای کربنی مانند سختی، قدرت کششی بالا، وزن پایین، مقاومت شیمیایی زیاد، پایداری گرمایی بالا و انبساط کم در برابر گرما، باعث ایجاد کاربردهای گسترده این ماده در زمینه‌هایی ازجمله هوافضا، عمران، ارتش و صنعت خودرو شده است. اگرچه این مواد در مقایسه با فیبرهای مشابه خود، مانند فیبرهای شیشه‌ای و فیبرهای پلاستیکی از قیمت بالاتری برخوردار هستند.

تاریخچه فیبرهای کربنی به سال ۱۸۷۹ برمی‌گردد، زمانی که توماس ادیسون مشهور از فیبر کربن در لامپ‌های حبابی آن دوره استفاده می‌کرد. اگرچه فیبرهای کربنی آن زمان قدرت کششی امروزه را نداشتند اما پایداری حرارتی بالای این مواد، آن‌ها را موادی مناسب جهت رسانایی الکتریکی ساخته بود.

فیبرهای کربنی ادیسون از موادی با پایه سلولز مانند پنبه یا بامبو ساخته‌شده بود درحالی‌که فیبرهای کربن امروزی از مواد اولیه نفتی ساخته می‌شوند. کربونیزه کردن به همراه پختن رشته‌های بامبو در کوره‌هایی با دماهای بالا و تحت جو کنترل‌شده اتفاق می‌افتد. به این روش، پیرولیز گفته می‌شود که امروزه نیز مورداستفاده قرار می‌گیرد. رشته‌های بامبوی کربونیزه شده در برابر آتش مقاوم بوده و پایداری زیادی در مقابل گرمای شدید موردنیاز برای افروزش و آتش زدن دارند.

در اواخر سال ۱۹۵۰ فیبر کربنی با قدرت ارتجاعی و کششی بالا کشف شد. اولین ماده اولیه استفاده‌شده جهت ساخت فیبرهای کربنی با قدرت کششی بالا، ابریشم مصنوعی بود.

در چند دهه اخیر بسیاری از خودروسازها از پلیمرهای بهبودیافته فیبر کربن در ساخت شاسی تک بدنه و سایر اجزاء ابر خودروها استفاده کرده‌اند. در سال ۱۹۷۱ سیتروئن SM چرخ‌های فیبر کربنی سبک‌وزن را به‌عنوان یک آپشن انتخابی ارائه کرد. از سال ۱۹۸۰در بدنه ماشین‌های مسابقه‌ای تک بدنه معمولاً از فیبر کربن استفاده می‌شده است، مانند ماشین‌های مسابقه‌ای فرمول ۱ و نمونه‌های ساخته‌شده برای سری مسابقات لمانز. اولین ماشین غیر مسابقه‌ای تک بدنه‌ی از جنس فیبر کربن، مک لارن F1 بود. امروزه بیشتر ماشین‌های اسپرت و ابر خودروها بدنه‌های یکپارچه‌ای از جنس فیبر کربن دارند، همچنین بعضی از سازندگان خودروهای بزرگ استفاده از این بدنه‌های فیبر کربنی را در خودروهای رده پایین نیز آغاز کرده‌اند، مانند BMW i3.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *