Summary: فوم ساندویچ فیبر کربن نوع جدیدی از مواد الیافی با استحکام...
فوم ساندویچ فیبر کربن نوع جدیدی از مواد الیافی با استحکام بالا و فیبر مدول بالا با محتوای کربن بیش از 95 درصد است. این یک ماده گرافیت ریز کریستالی است که از کربن سازی و گرافیتی شدن با انباشتن الیاف آلی مانند میکروکریستال های گرافیت پولکی در امتداد جهت محوری فیبر به دست می آید. فیبر کربن در خارج نرم و در داخل سفت و سخت، سبک تر از آلومینیوم فلزی، اما قوی تر از فولاد است و دارای ویژگی های مقاومت در برابر خوردگی و مدول بالا است. این یک ماده مهم در دفاع ملی، صنایع نظامی و استفاده غیرنظامی است.
این نه تنها دارای خواص ذاتی ذاتی مواد کربنی است، بلکه قابلیت پردازش نرم الیاف نساجی را نیز دارد. نسل جدیدی از الیاف تقویت کننده است. فیبر کربن خواص بسیار خوبی دارد. فیبر کربن دارای استحکام محوری و مدول بالا، چگالی کم، عملکرد ویژه بالا، بدون خزش، مقاومت در برابر دمای فوق العاده بالا در محیط غیر اکسید کننده، مقاومت در برابر خستگی خوب، گرمای ویژه و هدایت الکتریکی بین غیر فلزی و غیرفلزی است. بین فلزات، ضریب انبساط حرارتی کوچک و ناهمسانگرد است، مقاومت در برابر خوردگی خوب است، و عبور اشعه ایکس خوب است. هدایت الکتریکی و حرارتی خوب، محافظ الکترومغناطیسی خوب و غیره.
مدول فیبر کربن یانگ بیش از 3 برابر الیاف شیشه سنتی است. در مقایسه با فیبر کولار، مدول یانگ آن حدود 2 برابر آن است، در حلالهای آلی، اسیدها و قلیاها متورم یا متورم نمیشود و مقاومت در برابر خوردگی آن فوقالعاده است. فیبر کربن یک الیاف پلیمری معدنی با محتوای کربن بالاتر از 90٪ است. در این میان، الیاف گرافیت با محتوای کربن بالاتر از 99 درصد، الیاف گرافیت نامیده می شوند. ریزساختار فیبر کربن مشابه گرافیت مصنوعی است که یک ساختار گرافیت توربواستراتتیک است.
فاصله بین لایه های فیبر کربن حدود 3.39 تا 3.42A است. اتم های کربن بین لایه های موازی به اندازه گرافیت منظم نیستند و لایه ها با نیروی واندروالس به هم متصل شده اند. ساختار فیبر کربن معمولاً از کریستال ها و سوراخ های مرتب شده دو بعدی تشکیل شده است و محتوا، اندازه و توزیع سوراخ ها تأثیر زیادی بر عملکرد فیبر کربن دارد.
هنگامی که تخلخل کمتر از یک مقدار بحرانی معین باشد، تخلخل هیچ تاثیر آشکاری بر مقاومت برشی بین لایه ای، مقاومت خمشی و استحکام کششی کامپوزیت های فیبر کربنی ندارد. برخی از مطالعات نشان داده اند که تخلخل بحرانی که باعث کاهش خواص مکانیکی مواد می شود 1 تا 4 درصد است. هنگامی که محتوای حجم منافذ در محدوده 0-4٪ باشد، مقاومت برشی بین لایه ای به ازای هر 1٪ افزایش در محتوای حجم منافذ حدود 7٪ کاهش می یابد. با مطالعه ورقههای رزین اپوکسی فیبر کربن و رزین بیسمالیمید فیبر کربن، مشخص شد که وقتی تخلخل از 0.9٪ بیشتر شود، مقاومت برشی بین لایه شروع به کاهش میکند.