Włókno węglowe to niezwykle przydatny i wszechstronny materiał budowlany. Ze względu na swoje unikatowe właściwości zyskuje coraz większą popularność i znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach. W niniejszym artykule przyjrzymy się bliżej temu, czym jest włókno węglowe, jakie ma zastosowania i właściwości oraz gdzie można je nabyć.
Czym jest włókno węglowe?
Włókno węglowe produkowane jest z włókien węglowych, będących materiałem kompozytowym z włókien węglowych w matrycy polimerowej. Składa się z bardzo cienkich włókien węglowych o średnicy 5-10 μm. Włókna te są ze sobą splatane i utwardzane za pomocą żywicy epoksydowej. Powstaje w ten sposób materiał o unikatowej strukturze, cechujący się wysoką wytrzymałością mechaniczną oraz stabilnością chemiczną i termiczną.
Jakie są zastosowania włókna węglowego?
Ze względu na swoje właściwości włókno węglowe znajduje szerokie zastosowanie w budownictwie, przemyśle lotniczym, kosmicznym, motoryzacyjnym, sportowym i wielu innych dziedzinach. Oto kilka głównych zastosowań tego niezwykłego materiału:
- Wzmacnianie konstrukcji budowlanych - dzięki wysokiej wytrzymałości włókno węglowe stosowane jest do wzmacniania i naprawy żelbetowych i murowanych konstrukcji budynków.
- Produkcja kompozytów - z włókna węglowego wytwarza się lekkie i wytrzymałe elementy dla przemysłu lotniczego, kosmicznego, motoryzacyjnego.
- Sprzęt sportowy - włókno węglowe stosuje się m.in. do produkcji rowerów, rakiet tenisowych, masztów jachtowych.
- Elektronika - włókno węglowe wykorzystywane jest w produkcji obwodów drukowanych.
- Produkty codziennego użytku - włókno węglowe stosuje się także do produkcji walizek, statywów fotograficznych, wędek wędkarskich.
Jakie właściwości ma włókno węglowe?
Włókno węglowe cechuje się następującymi, niezwykle korzystnymi właściwościami:
- Ekstremalna wytrzymałość mechaniczna - włókno węglowe jest kilkakrotnie wytrzymalsze od stali przy znacznie mniejszej masie.
- Wysoka sztywność - charakteryzuje się dużą odpornością na odkształcenia.
- Mała rozszerzalność cieplna - włókno węglowe praktycznie nie zmienia długości pod wpływem zmian temperatury.
- Doskonała odporność chemiczna i termiczna - włókno węglowe jest stabilne nawet w ekstremalnych warunkach.
- Mały ciężar właściwy - włókno węglowe jest stosunkowo lekkim materiałem.
Jakie są rodzaje włókna węglowego?
Wyróżnia się kilka rodzajów włókien węglowych, które różnią się budową i właściwościami:
- Włókna ciągłe - produkowane w procesie pirolizy poliakrylonitrylu lub celulozy.
- Włókna cięte - powstają z ciągłych włókien ciętych na mniejsze odcinki.
- Włókna wiskozowe - otrzymywane z celulozy.
- Włókna dziane - wytwarzane techniką dziewiarską z przędzy węglowej.
- Włókna formowane - kształtowane w matrycach w procesie karbonizacji.
Gdzie kupić włókno węglowe?
Włókno węglowe dostępne jest w postaci mat, siatek, taśm, prętów czy włókien luzem. Można je nabyć w sklepach budowlanych i hurtowniach materiałów budowlanych. Dobrym źródłem są również sklepy internetowe, gdzie znajdziemy szeroki asortyment włókien węglowych różnych producentów w atrakcyjnych cenach.
Jak przygotować i zastosować włókno węglowe?
Aby prawidłowo zastosować włókno węglowe, należy przestrzegać kilku zasad. Przede wszystkim konieczne jest dokładne oczyszczenie i odtłuszczenie powierzchni, na którą będzie aplikowane włókno. Następnie należy nałożyć warstwę żywicy epoksydowej, a dopiero potem ułożyć włókno węglowe, dociskając je do żywicy. Na koniec nakłada się kolejną warstwę żywicy w celu dokładnego zespolenia włókna z podłożem. Włókno węglowe można stosować w formie mat, siatek, taśm lub bezpośrednio w postaci luźnych włókien.
Jakie są zalety stosowania włókna węglowego?
Stosowanie włókna węglowego wiąże się z licznymi zaletami, takimi jak:
- Wielokrotne zwiększenie wytrzymałości konstrukcji przy niewielkim przyroście masy.
- Możliwość redukcji przekrojów elementów konstrukcyjnych.
- Ograniczenie odkształceń i naprężeń w konstrukcji.
- Poprawa trwałości i odporności na korozję.
- Szybki i łatwy montaż.
- Możliwość stosowania w ekstremalnych warunkach.
Czy włókno węglowe jest bezpieczne dla zdrowia?
Włókno węglowe nie wykazuje szkodliwego wpływu na zdrowie człowieka. Jest to materiał chemicznie obojętny, niewydzielający żadnych toksycznych związków. Przy obróbce mechanicznej włókien mogą uwalniać się niewielkie ilości pyłu, którego należy unikać. Dlatego przy cięciu czy szlifowaniu włókna węglowego zaleca się stosowanie maseczek przeciwpyłowych. Przy prawidłowym użytkowaniu włókno węglowe można uznać za całkowicie bezpieczne dla zdrowia materiał.
Podsumowanie
Włókno węglowe to nowoczesny materiał o niezwykłych właściwościach, znajdujący szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach. Dzięki ekstremalnej wytrzymałości przy niskiej masie pozwala na konstruowanie lekkich a zarazem niezwykle sztywnych i odpornych elementów. Jest łatwe w montażu i bezpieczne dla zdrowia. Włókno węglowe z pewnością jeszcze zaskoczy nas swoimi zaletami i możliwościami wykorzystania.
Tagi
Udostępnij
