Mô tả

Trong những thập kỉ gần đây, sợi carbon ngày càng được ứng dụng rộng rãi nhờ đặc tính siêu việt của mình. Sợi carbon có thể xem là siêu vật liệu trong ngành chế tạo máy nhờ có đặc tính nhẹ, bền, cứng hơn thép và chi phí sản xuất khá đắt.

Trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô, sợi carbon là 1 trong những vật liệu khá quen thuộc. Trước đây, vật liệu này được sử dụng chủ yếu trong ngành hàng không vũ trụ, xây dựng, dầu khí. Sở dĩ sợi carbon được ưa chuộng là nhờ vào đặc tính nhẹ, siêu bền (cứng gấp 2 lần và chịu tải gấp 5 lần thép), chịu lực hay nhiệt đều vượt trội, dù chi phí sản xuất khá đắt đỏ và phức tạp.

Sợi carbon là gì?

Sợi carbon là những sợi có đường kính khoảng 5-10 micrômet và có thành phần chủ yếu là các nguyên tử carbon. Sợi carbon có một số lợi thế bao gồm độ cứng cao, độ bền kéo cao, trọng lượng thấp, kháng hóa chất cao, chịu được nhiệt độ cao và giãn nở nhiệt thấp. Những đặc tính này đã làm cho sợi carbon rất phổ biến trong ngành hàng không vũ trụ, kỹ thuật dân dụng, quân sự và thể thao cạnh tranh. Tuy nhiên, chúng tương đối đắt tiền khi so sánh với các loại sợi tương tự, chẳng hạn như sợi thủy tinh hoặc sợi nhựa.

Để tạo ra sợi carbon, các nguyên tử carbon được liên kết với nhau trong các tinh thể ít nhiều liên kết song song với trục dài của sợi vì sự liên kết tinh thể mang lại tỷ lệ cường độ trên thể tích cao của sợi (làm cho nó mạnh về kích thước của nó). Vài ngàn sợi carbon được bó lại với nhau để tạo thành một cuộn, có thể tự sử dụng hoặc dệt thành vải.

Hình ảnh sợi carbon đã được dệt thành tấm

Sợi carbon thường được kết hợp với các vật liệu khác để tạo thành một vật liệu hỗn hợp. Khi được ngâm tẩm với nhựa dẻo và nung, nó tạo thành polymer gia cố bằng sợi carbon (thường được gọi là sợi carbon) có tỷ lệ sức bền trên trọng lượng rất cao và cực kỳ cứng mặc dù hơi giòn. Sợi carbon cũng được kết hợp với các vật liệu khác, chẳng hạn như than chì, để tạo thành vật liệu tổng hợp carbon-carbon gia cố, có khả năng chịu nhiệt rất cao.