Klasifikasi serat karbon dan ruang lingkup penerapan berbagai jenis serat karbon

Serat polimer anorganik dengan kandungan karbon di atas 90%. Kandungan karbon lebih tinggi dari 99 %% serat grafit. Kekuatan aksial dan modulus serat karbon tinggi, tidak ada creep, ketahanan lelah yang baik, panas dan konduktivitas antara logam non logam dan logam, koefisien ekspansi termal kecil, tahan korosi, kerapatan serat rendah, permeabilitas sinar-x bagus. Tapi ketahanan benturannya buruk, mudah rusak, oksidasi di bawah pengaruh asam kuat, dan komposit logam akan terjadi bila terjadi fenomena karbonisasi, karburisasi dan korosi elektrokimia. Oleh karena itu, perawatan permukaan serat karbon diperlukan sebelum digunakan. Serat karbon dapat digunakan secara terpisah dengan serat poliakrilonitril, serat aspal, serat viscose atau serat fenolik dengan karbonisasi, menurut negara dibagi menjadi filamen, serat pendek dan serat pokok; Menurut sifat mekanik tipe umum dan berkinerja tinggi. Kekuatan serat karbon tujuan umum adalah 1000 MPA, modulusnya sekitar 100GPa. Serat karbon berkinerja tinggi juga terbagi menjadi tipe kekuatan tinggi (kekuatan 2000MPa, modulus 250GPa) dan model yang lebih tinggi (modulus 300GPa di atas). Kekuatannya lebih dari 4000MPa, juga dikenal sebagai tipe ultra high-strength; Modulus lebih besar dari 450GPa disebut model Hyper. Dengan berkembangnya industri kedirgantaraan dan dirgantara, kekuatan tinggi dan perpanjangan serat karbon telah muncul, dengan perpanjangan lebih dari 2%. Dosis maksimum adalah serat karbon berbasis poliakrilonitril. Serat karbon dapat diolah menjadi kain, tikar, tikar, ikat pinggang, kertas dan bahan lainnya. Serat karbon digunakan selain bahan insulasi, umumnya tidak sendiri, sebagai bahan penguat yang ditambahkan ke resin, logam, keramik, beton dan bahan lainnya, membentuk komposit. Komposit diperkuat serat karbon dapat digunakan sebagai bahan struktural pesawat terbang, bahan pelindung elektromagnetik, ligamen buatan dan bahan substitusi fisik lainnya, serta pembuatan kerang roket, kapal bergerak, robot industri, pegas daun otomotif dan poros penggerak. Serat karbon terutama dibagi menjadi serat karbon berbasis poliakrilonitril (PAN) dan serat karbon berbasis pitch sesuai dengan bahan dan metode produksi yang berbeda. Produk serat karbon meliputi serat karbon berbasiskan panci (kekuatan tinggi) dan serat karbon berbasis pitch (sangat elastis). Berbagai jenis resin juga dapat memastikan bahwa mereka memiliki efek penetrasi yang baik pada beton, seperti resin pelapis substrat, dan adhesi pada lembaran serat karbon dan struktur beton, seperti resin ikatan epoksi. Hanya mengandalkan lembaran serat karbon itu sendiri tidak dapat sepenuhnya mengerahkan sifat mekanik yang kuat dan daya tahan yang superior, hanya melalui lapisan epoxy resin dilapisi serat karbon adhesi ke permukaan struktur beton bertulang dan erat dikombinasikan dengan pembentukan keseluruhan kerja sama untuk mencapai Tujuan memperkuat Oleh karena itu, kinerja epoxy resin merupakan salah satu kunci yang paling penting. Resin epoksi memiliki sifat yang berbeda karena jenisnya berbeda, dan menyesuaikan dengan kebutuhan berbeda dari berbagai bagian. Misalnya, resin pelapis substrat memiliki efek penetrasi beton yang baik, dapat menembus ke dalam kedalaman beton; Resin epoxy dilapisi dengan CFRP mudah untuk "menembus" lembaran serat karbon dan memiliki adhesi yang kuat. Bergantung pada suhu penggunaan, resin juga dibagi menjadi resin musim panas dan musim dingin. Bahan serat karbon dibandingkan dengan bahan penguat lainnya. (1) Kekuatan tarik: Kekuatan tarik serat karbon sekitar 10 kali lipat baja. (2) Modulus elastis: Modulus tarik komposit serat karbon lebih tinggi dari baja, namun modulus tarik komposit Aramid dan fiberglass hanya setengah dan seperempat baja. (3) Kekuatan kelelahan: Kekuatan kelelahan serat karbon dan serat aramid lebih tinggi dari pada kekuatan tinggi. Di bawah pengaruh tegangan bolak-balik, batas kelelahan hanya 30% ~ 40% beban statis. Karena komposit serat dan matriks dapat meringankan perambatan retak, serta kemungkinan redistribusi kekuatan internal serat, batas kelelahan komposit lebih tinggi, 70% ~ 80% kekuatan beban statis kira-kira, dan ada yang luar biasa. Indikasi deformasi sebelum penghancuran. (4) Berat: sekitar seperlima dari baja. (5) dibandingkan dengan lembaran CFRP: lembaran serat karbon dapat disisipkan pada permukaan struktural dari berbagai bentuk, sedangkan pelat lebih sesuai untuk permukaan komponen biasa. Selain itu, karena pasta resin substrat lebih banyak dari pada jumlah lembaran, ketebalan, dan kekuatan adhesi antarmuka beton dari lembaran.