Apa itu kain karbon? Penerapan kain karbon di berbagai bidang kegiatan

2025 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2025-01-24 13:18

Apa itu kain karbon? Ini adalah bahan yang terdiri dari serat polimer bertulang yang sangat ringan dan kuat. Pada intinya, polimer ini adalah rantai panjang molekul yang disatukan oleh atom karbon. Biasanya, polimer yang digunakan untuk membuat kain karbon adalah sembilan puluh persen karbon yang dicampur dengan sepuluh persen aditif lainnya.

Produk dari produsen yang berbeda mungkin berbeda satu sama lain - tergantung pada polimer yang diperkuat yang digunakan dalam produksi dan kombinasi bahan baku. Komposisi yang tepat dari kain karbon, sebagai suatu peraturan, tidak diungkapkan. Bagaimanapun, ini adalah rahasia dagang.

Produksi kain karbon

Produksi kain karbon dimulai dengan menggambar menjadi benang tipis polimer yang diperkuat. Selanjutnya, benang yang diperoleh dalam proses menggambar dililitkan pada kumparan, dan kemudian, dengan bantuan alat tenun khusus, kain itu sendiri ditenun darinya. Hanya lima hingga sepuluh mikronsetiap utas memiliki diameter dan, meskipun demikian, sangat kuat.

Kain karbon bisa dibilang merupakan bahan tenun terkuat yang ada saat ini.

Aplikasi

Penggunaan kain karbon tidak terbatas. Di mana itu diterapkan? Paling sering digunakan di mana bobot rendah, konduktivitas tinggi, kekuatan tinggi diperlukan. Karena fakta bahwa kain karbon dapat memiliki kualitas yang berbeda, penggunaannya sangat tergantung pada komposisi dan kelas kain. Sebagai contoh, kelas tertinggi dari serat ini digunakan dalam industri kedirgantaraan.

Konstruksi

Dalam konstruksi, kain karbon ultra-tipis digunakan dalam sistem penguatan eksternal. Selama perbaikan struktur penahan beban, penggunaan kain karbon dan pengikat epoksi memungkinkan untuk melakukan rekonstruksi dalam waktu singkat dan secara signifikan mengurangi biaya tenaga kerja jika dibandingkan dengan metode tradisional. Terlepas dari kenyataan bahwa waktu perbaikan berkurang beberapa kali, masa pakai struktur juga meningkat beberapa kali. Fungsi bantalan struktur tidak hanya dipulihkan, tetapi juga meningkat beberapa kali.

Penerbangan

Untuk apa kain karbon dalam penerbangan? Ini digunakan untuk membuat bagian komposit satu bagian, bahan karbon juga digunakan. Produk yang dihasilkan, ditandai dengan ringan dan kuat, memungkinkan untuk mengganti paduan aluminium dengan serat karbon. Dengan berat lima kali lebih kecil dari bagian aluminium, bagian komposit memiliki fleksibilitas, kekuatan, dan ketahanan tekanan yang lebih besar.

Industri

Juga, plastik karbon digunakan dalam industri nuklir untuk membuat reaktor daya, di mana persyaratan utama bahan yang digunakan adalah ketahanan radiasi, ketahanan terhadap suhu dan tekanan tinggi. Semua sifat ini dimiliki oleh kain karbon. Selain itu, perhatian khusus dalam industri nuklir diberikan pada kekuatan struktur eksternal, sehingga kain juga banyak digunakan dalam sistem penguatan eksternal.

CFRP

Karbon (atau serat karbon) digunakan dalam industri otomotif untuk produksi komponen dan suku cadang individual, dan untuk seluruh bodi mobil. Rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi memungkinkan produsen menciptakan kendaraan yang aman dan hemat bahan bakar: pengurangan berat kendaraan karena serat karbon mengurangi emisi CO2 sebesar 16%. Karena ada penurunan konsumsi bahan bakar beberapa kali.

Posisi yang cukup kuat ditempati oleh material komposit dalam industri kedirgantaraan sipil. Tuntutan tinggi ditempatkan pada mereka oleh beban berat penerbangan luar angkasa. Serat karbon dan bahan yang dibuat darinya bekerja di bawah kondisi suhu dan tekanan tinggi dan rendah, di bawah pengaruh radiasi, di bawah beban getaran tinggi, dll.

Dalam pembuatan kapal, plastik yang diperkuat serat karbon adalah komponen terbaik untuk merancang dan membuat material dan struktur baru darinya karena ketahanannya terhadap korosi, kekuatan spesifik yang tinggi, non-magnetisme, konduktivitas termal yang rendah, dan ketahanan benturan yang tinggi. PilihanBahan khusus ini karena kemungkinan menggabungkan kelembaman dan kekuatan kimia yang tinggi di dalamnya, serta penyerapan suara, getaran dan radio, yang memungkinkannya digunakan dalam pembuatan struktur berbagai jenis kapal sipil.

Dalam praktik dunia, energi angin adalah salah satu area paling signifikan di mana bahan karbon digunakan. Industri ini masih dalam masa pertumbuhan di Rusia, meskipun kincir angin muncul di seluruh dunia: di daerah pesisir, di daerah tak berpenghuni, dan di anjungan lepas pantai. Kekuatan dan ringannya serat karbon yang tak tertandingi memungkinkan untuk membuat bilah yang lebih panjang. Pada gilirannya, mereka menjadi lebih hemat energi.

CFRP juga banyak digunakan di industri perkeretaapian. Kekuatan dan ringannya bahan berkontribusi pada penerangan struktur gerbong kereta api, yang memungkinkan, dengan demikian, untuk mengurangi berat total kereta, menambah panjangnya, dan meningkatkan karakteristik kecepatan.

Serat karbon juga dapat digunakan dalam konstruksi rel kereta api dan dalam konstruksi rel kereta api: panjang kabel akan meningkatkan kekuatan lentur yang tinggi, yang akan mengurangi jumlah penyangga yang dibutuhkan dan, pada saat yang sama waktu, mengurangi risiko kendur.

Bahan komposit secara intensif dimasukkan dalam kebiasaan hidup setiap orang. Banyak barang konsumsi dibuat dari mereka: peralatan dan perlengkapan olahraga, barang interior, peralatan rumah tangga, komputer, dan banyak lagi.