Kolfiber: Skillnad mellan sidversioner
17alha (diskussion | bidrag) Ingen redigeringssammanfattning |
17alha (diskussion | bidrag) Ingen redigeringssammanfattning |
||
| Rad 17: | Rad 17: | ||
Kolfiber används tillsammans med epoxi, polyester eller vinylester för att tillverka lätta och starka konstruktioner till bilar, båtar, cyklar, fiskespön, flygplan, golfklubbor, helikoptrar, hjälmar, skidor, surfbräden, tennisracketar, vapen och mycket annat. Jämfört med glasfiber är kolfiber lättare, styvare men har sämre slagtålighet och används därför ofta tillsammans med aramidfiber. Kolfiber har blivit mycket populärt i laminat på grund av den höga styvhet som kan uppnås. Fördelen gentemot metall är att den inte rostar, en nackdel är att sprickbildning emellan olika lager kan uppstå. | Kolfiber används tillsammans med epoxi, polyester eller vinylester för att tillverka lätta och starka konstruktioner till bilar, båtar, cyklar, fiskespön, flygplan, golfklubbor, helikoptrar, hjälmar, skidor, surfbräden, tennisracketar, vapen och mycket annat. Jämfört med glasfiber är kolfiber lättare, styvare men har sämre slagtålighet och används därför ofta tillsammans med aramidfiber. Kolfiber har blivit mycket populärt i laminat på grund av den höga styvhet som kan uppnås. Fördelen gentemot metall är att den inte rostar, en nackdel är att sprickbildning emellan olika lager kan uppstå. | ||
== Framställning == | == Framställning == | ||
Processen för att tillverka kolfiber är både kemisk och mekanisk | Processen för att tillverka kolfiber är både kemisk och mekanisk. Akrylnitrilplast-pulver blandas med en annan plast såsom metylakrylat eller metylmetakrylat, och reagerar med en katalysator för att bilda en polyakrylnitrilplast. | ||
Plasten spinns sedan till fibrer med hjälp av en av flera olika metoder. Plasten kan t.ex. blandas med kemikalier och sprutas genom små strilar ner i ett kemiskt bad eller i en kammare där plasten koagulerar och stelnar till fibrer. | |||
Fibrerna tvättas sedan och sträcks ut till önskad fiberdiameter. | Fibrerna tvättas sedan och sträcks ut till önskad fiberdiameter. | ||
Innan fibrerna kan upphettas slutligt värms de till 200-300 grader Celsius tillsammans med syre för att atomstrukturen i fibrerna ska omstruktureras och bilda ett stabilt mönster. | |||
Fibrerna upphettas slutligen utan kontakt med syre till 1000-3000 grader Celsius. Utan syre kan fibrerna inte brinna utan istället vibrerar de, så våldsamt att de flesta icke kolatomer stöts ut. Efter processen som kallas förkolning består fibrerna av tätt sammankopplade kedjor av kolatomer med endast några få återstående kolväten. Sidorna på fibrerna har då väldigt dålig förmåga att binda med epoxi och andra plaster och går därför inte att göra några kolfiberkompositer av. För att lösa problemet oxiderar man fibrerna kemiskt så att ytan på dem blir mer ojämn. Då kan epoxin, polyestern mm. lättare binda till fibrerna och skapa en hållbar kolfiberkomposit. | |||
De slutliga kolfibrerna vävs till mattor som sen säls och görs kolfiberkompositer av. | |||
== Historia == | == Historia == | ||
| Rad 28: | Rad 32: | ||
Kolfiber finns i kvalitetsklassningarna: Standard, HS, IM, HM och UHM. | Kolfiber finns i kvalitetsklassningarna: Standard, HS, IM, HM och UHM. | ||
Priset på kolfiberprodukter varierar stort och går inte säga exakt, men oftast ligger priset mellan alldeles för mycket och svindyrt. | Priset på kolfiberprodukter varierar stort och går inte säga exakt, men oftast ligger priset mellan alldeles för mycket och svindyrt. | ||
Kolfiberväv, vilket står för en bråkdel av kostnaden av en färdig produkt i kolfiberkomposit, finns i Sverige för ungefär 1000 kronor för 2 kvadratmeter, vilket väger cirka 400 gram. Om man skulle göra ett ungefärligt kilopris för kolfiberväv skulle det ligga på 2500 kronor. | Kolfiberväv, vilket står för en bråkdel av kostnaden av en färdig produkt i kolfiberkomposit, finns i Sverige för ungefär 1000 kronor för 2 kvadratmeter, vilket väger cirka 400 gram. Om man skulle göra ett ungefärligt kilopris för kolfiberväv skulle det då ligga på 2500 kronor. | ||
== Länkar == | == Länkar == | ||
Versionen från 21 november 2017 kl. 20.40
Kolfiber är ett armeringsmaterial som består av tunna dragna trådar av kol, vävda eller tvinnade till mattor, vävar eller band. Fiberkompositer armerade med kolfiber är exklusiva material som karakteriseras av mycket hög styvhet, hög hållfasthet och låg vikt. Vid samma massa har kolfiber ungefär fyra gånger så stor hållfasthet som stål.
Materialegenskaper
Typiska egenskaper för kolfiber inom kvalitetsklassningen standard:
- Densitet: 1,77g/cm^3
- Hårdhet: över 2,5 moh
- Längdutvidgningskoeffiecient: 10^-6 °C-1. längst fibrerna -0,6- -1,6 tvärs fibrerna 7- 10
- Värmeledningsförmåga: Okänd
- Resistans: Okänd
- Sträckgräns: 1,2-1,7%
- Draghållfasthet: 3200-4000 MPa
- E-modul, drag: <265 GPa
Användning
Kolfiber används tillsammans med epoxi, polyester eller vinylester för att tillverka lätta och starka konstruktioner till bilar, båtar, cyklar, fiskespön, flygplan, golfklubbor, helikoptrar, hjälmar, skidor, surfbräden, tennisracketar, vapen och mycket annat. Jämfört med glasfiber är kolfiber lättare, styvare men har sämre slagtålighet och används därför ofta tillsammans med aramidfiber. Kolfiber har blivit mycket populärt i laminat på grund av den höga styvhet som kan uppnås. Fördelen gentemot metall är att den inte rostar, en nackdel är att sprickbildning emellan olika lager kan uppstå.
Framställning
Processen för att tillverka kolfiber är både kemisk och mekanisk. Akrylnitrilplast-pulver blandas med en annan plast såsom metylakrylat eller metylmetakrylat, och reagerar med en katalysator för att bilda en polyakrylnitrilplast. Plasten spinns sedan till fibrer med hjälp av en av flera olika metoder. Plasten kan t.ex. blandas med kemikalier och sprutas genom små strilar ner i ett kemiskt bad eller i en kammare där plasten koagulerar och stelnar till fibrer. Fibrerna tvättas sedan och sträcks ut till önskad fiberdiameter. Innan fibrerna kan upphettas slutligt värms de till 200-300 grader Celsius tillsammans med syre för att atomstrukturen i fibrerna ska omstruktureras och bilda ett stabilt mönster.
Fibrerna upphettas slutligen utan kontakt med syre till 1000-3000 grader Celsius. Utan syre kan fibrerna inte brinna utan istället vibrerar de, så våldsamt att de flesta icke kolatomer stöts ut. Efter processen som kallas förkolning består fibrerna av tätt sammankopplade kedjor av kolatomer med endast några få återstående kolväten. Sidorna på fibrerna har då väldigt dålig förmåga att binda med epoxi och andra plaster och går därför inte att göra några kolfiberkompositer av. För att lösa problemet oxiderar man fibrerna kemiskt så att ytan på dem blir mer ojämn. Då kan epoxin, polyestern mm. lättare binda till fibrerna och skapa en hållbar kolfiberkomposit. De slutliga kolfibrerna vävs till mattor som sen säls och görs kolfiberkompositer av.
Historia
En form av kolfiber användes redan i slutet av 1800-talet som glödtråd i Thomas Edisons glödlampa. Då var fibrerna cellulosa-baserade vilket inte var lika intressant som dagens oljebaserade kolfiber då de inte hade lika hög hållfasthet. Det första högpresterande kolfibermaterialet kom i slutet av 1950-talet. Det tillverkades genom upphettning och förkolning av viskos och precis som tidigare material var det cellulosabaserat, så det hade fortfarande inte lika hög hållfasthet som dagens kolfiber.
Pris
Kolfiber finns i kvalitetsklassningarna: Standard, HS, IM, HM och UHM. Priset på kolfiberprodukter varierar stort och går inte säga exakt, men oftast ligger priset mellan alldeles för mycket och svindyrt. Kolfiberväv, vilket står för en bråkdel av kostnaden av en färdig produkt i kolfiberkomposit, finns i Sverige för ungefär 1000 kronor för 2 kvadratmeter, vilket väger cirka 400 gram. Om man skulle göra ett ungefärligt kilopris för kolfiberväv skulle det då ligga på 2500 kronor.