เหตุใดคาร์บอนไฟเบอร์จึงเป็นวัสดุเสริมแรงที่สำคัญเป็นพิเศษ
คาร์บอนไฟเบอร์ซึ่งเป็นวัสดุเสริมแรงที่มีประสิทธิภาพสูงมีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากด้านต่อไปนี้:
1. คุณสมบัติทางกายภาพที่โดดเด่น
ความแข็งแรงสูงและน้ำหนักเบา
ความแข็งแรงของคาร์บอนไฟเบอร์เกินกว่าเหล็ก (7-9 สูงขึ้น) ในขณะที่มีความหนาแน่นเพียงหนึ่งในสี่ของเหล็ก 14 การผสมผสานระหว่างความแข็งแรงและน้ำหนักเบาทำให้เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมที่มีความไวต่อน้ำหนักเช่นการบินและอวกาศและการผลิตยานยนต์ลดน้ำหนักอุปกรณ์อย่างมีนัยสำคัญและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน 17
โมดูลัสยืดหยุ่นสูง
คาร์บอนไฟเบอร์จัดแสดงโมดูลัสที่สูงมากตามแกนเส้นใย โมดูลัสเฉพาะของมัน (โมดูลัส/ความหนาแน่น) ในคอมโพสิตเหนือกว่าโลหะดั้งเดิมเพิ่มความแข็งของโครงสร้างและความเสถียร 23
2. ความต้านทานสารเคมีและสิ่งแวดล้อมที่เหนือกว่า
ความต้านทานการกัดกร่อน
คาร์บอนไฟเบอร์รักษาประสิทธิภาพที่มั่นคงในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่รุนแรง (เช่นกรดอัลคาลิสเกลือ) ทำให้เหมาะสำหรับวิศวกรรมทางทะเลและอุปกรณ์เคมี 15
ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงและต่อต้านการคืบ
ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีออกซิไดซ์คาร์บอนไฟเบอร์ทนต่ออุณหภูมิสูง (สูงกว่า 2,000 องศา) โดยไม่ต้องคืบคลานเหมาะสำหรับหัวฉีดจรวดและเครื่องปฏิกรณ์อุณหภูมิสูง 35
3. ข้อดีแบบมัลติฟังก์ชั่น
การนำไฟฟ้าและความร้อน
ด้วยการนำความร้อน 2-3 เวลาของค่าการนำไฟฟ้าทองแดงและไฟฟ้าโดยธรรมชาติคาร์บอนไฟเบอร์มีค่าไม่เหมือนใครในอ่างล้างจานความร้อนอิเล็กทรอนิกส์และวัสดุป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า 34
ความสามารถในการประมวลผลและความยืดหยุ่นในการออกแบบ
คาร์บอนไฟเบอร์สามารถทอเลเยอร์หรือรวมกับเรซิน/โลหะเพื่อสร้างโครงสร้างคอมโพสิตที่หลากหลายตรงตามข้อกำหนดทางกลและรูปทรงเรขาคณิตพิเศษ 27
4. การใช้งานอุตสาหกรรมที่กว้างขวาง
การบินและอวกาศ: ใช้ในการทำเครื่องบิน (เช่นโบอิ้ง 767 ลดน้ำหนักลง 1530 กิโลกรัมโดยใช้คอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ 38) และส่วนประกอบดาวเทียม
การขนส่ง: น้ำหนักเบายานยนต์ (เช่นรถรถยนต์, แบตเตอรี่) ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและช่วง 18
การก่อสร้างและวิศวกรรม: เสริมความแข็งแกร่งของสะพานและอาคารผ่านแผ่นคาร์บอนอัดแรงเพื่อปรับปรุงความสามารถในการรับน้ำหนัก 48
กีฬาและสินค้าอุปโภคบริโภค: สมดุลความแข็งแกร่งและน้ำหนักเบาในสนามกอล์ฟสกีและอุปกรณ์อื่น ๆ 35
5. ศักยภาพในการเพิ่มประสิทธิภาพของต้นทุนและกระบวนการ
เทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่เช่นคาร์บอนไฟเบอร์ที่ปลูกด้วยไอกำลังลดต้นทุนการผลิต รูปแบบอเนกประสงค์ (เช่นเส้นใยสั้น, เส้นใยอย่างต่อเนื่อง) ขยายการใช้งานอุตสาหกรรมและพลเรือนต่อไป 37
โดยสรุป, ประสิทธิภาพที่ไม่มีใครเทียบของคาร์บอนไฟเบอร์, ความสามารถในการปรับตัวด้านสิ่งแวดล้อมและยูทิลิตี้ข้ามอุตสาหกรรมรวมบทบาทของมันในฐานะวัสดุเสริมแรงที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ได้รับชื่อของ "ทองคำสีดำ" 45
