استخدامات عديدة من ألياف الكربون

في المركبات المقواة بالألياف ، الألياف الزجاجية هي "العمود الفقري" لهذه الصناعة. يتم استخدامه في العديد من التطبيقات وهو تنافسي للغاية مع المواد التقليدية مثل الخشب والمعدن والخرسانة.الألياف الزجاجية المنتجات قوية وخفيفة الوزن وغير موصلة ، وتكاليف المواد الخام للألياف الزجاجية منخفضة للغاية.

في التطبيقات التي يوجد فيها علاوة لزيادة القوة أو الوزن المنخفض أو مستحضرات التجميل ، يتم استخدام ألياف تقوية أخرى أكثر تكلفة في مركب FRP.

ألياف الأراميد، مثل Kevlar من DuPont ، يتم استخدامه في تطبيق يتطلب قوة شد عالية توفرها الأراميد. مثال على ذلك هو الدروع الواقية للجسم والمركبة ، حيث يمكن لطبقات من المركب المقوى بالأراميد أن توقف طلقات البنادق عالية الطاقة ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى قوة الشد العالية للألياف.

ألياف الكربون تُستخدم في الأماكن ذات الوزن المنخفض ، أو الصلابة العالية ، أو الموصلية العالية ، أو حيث يتم نسج مظهر ألياف الكربون.

كان الفضاء والفضاء من أوائل الصناعات التي اعتمدت ألياف الكربون. إن المعامل العالي لألياف الكربون يجعلها مناسبة من الناحية الهيكلية لاستبدال السبائك مثل الألومنيوم والتيتانيوم. الألياف الكربونية التي توفر الوزن هي السبب الأساسي الذي تم اعتماد ألياف الكربون من قبل صناعة الطيران.

يمكن لكل رطل من التوفير في الوزن إحداث فرق خطير في استهلاك الوقود ، وهذا هو السبب في أن طائرة بوينج 787 دريملاينر الجديدة كانت طائرة الركاب الأكثر مبيعاً في التاريخ. غالبية هيكل هذه الطائرة من المركبات المقواة بألياف الكربون.

الرياضة الترفيهية هي جزء آخر من السوق أكثر استعدادًا لدفع المزيد مقابل أداء أعلى. إن مضارب التنس ، ونوادي الجولف ، وخفافيش الكرة اللينة ، وعصي الهوكي ، وسهام وأقواس الرماية ، كلها منتجات يتم تصنيعها بشكل شائع باستخدام مركبات معززة بألياف الكربون.

تعتبر معدات الوزن الخفيف دون المساومة بالقوة ميزة واضحة في الرياضة. على سبيل المثال ، مع مضرب تنس أخف وزناً ، يمكن للمرء الحصول على سرعة مضرب أسرع بكثير ، وفي النهاية ، يضرب الكرة بقوة أكبر وأسرع. يواصل الرياضيون الضغط من أجل ميزة في المعدات. هذا هو السبب في أن راكبي الدراجات الجادين يركبون جميع دراجات ألياف الكربون ويستخدمون أحذية الدراجات التي تستخدم ألياف الكربون.

على الرغم من أن غالبية توربينات الرياح تستخدم الشفرات الألياف الزجاجية ، على الشفرات الكبيرة (غالبًا ما يزيد طولها عن 150 قدمًا) وتشمل احتياطيًا ، وهو عبارة عن ضلع متيبس يمتد على طول الشفرة. غالبًا ما تكون هذه المكونات من الكربون بنسبة 100 ٪ ، وسمكها بضع بوصات في جذر النصل.

يتم استخدام ألياف الكربون لتوفير الصلابة اللازمة ، دون إضافة كمية هائلة من الوزن. هذا أمر مهم لأنه كلما كانت شفرة توربين الرياح أخف وزنا ، كلما كانت أكثر كفاءة في توليد الكهرباء.

السيارات المنتجة بكميات كبيرة لا تعتمد حتى الآن ألياف الكربون ؛ هذا بسبب زيادة تكلفة المواد الخام والتغييرات الضرورية في الأدوات ، لا يزال يفوق الفوائد. ومع ذلك ، تستخدم الفورمولا 1 و NASCAR والسيارات الراقية ألياف الكربون. في كثير من الحالات ، ليس بسبب فوائد الخصائص أو الوزن ، ولكن بسبب المظهر.

هناك العديد من قطع غيار السيارات ما بعد البيع المصنوعة من ألياف الكربون ، وبدلاً من طلاءها ، يتم طلاءها بشكل واضح. أصبح نسج ألياف الكربون المتميز رمزًا للتكنولوجيا الفائقة والأداء العالي. في الواقع ، من الشائع أن ترى مكونًا للسيارات ما بعد البيع يتكون من طبقة واحدة من ألياف الكربون ولكن يحتوي على طبقات متعددة من الألياف الزجاجية أدناه لخفض التكاليف. سيكون هذا مثالًا حيث يكون مظهر ألياف الكربون هو العامل الحاسم.

على الرغم من أن هذه هي بعض الاستخدامات الشائعة لألياف الكربون ، إلا أن العديد منها جديد التطبيقات تُرى يوميًا تقريبًا. نمو ألياف الكربون سريع ، وفي غضون 5 سنوات فقط ، ستكون هذه القائمة أطول بكثير.