Verbundwerkstoffe sind weit verbreitet und die Überlegenheit vonGlasfaserMaterialien werden sich nicht ändern. Besteht die Gefahr, dass Glasfaser durchKohlefaser?
Sowohl Glasfaser als auch Kohlefaser sind neue Hochleistungsmaterialien. Im Vergleich zu Glasfasern haben Kohlefasern klare Vorteile hinsichtlich Festigkeit und geringem Gewicht, weisen jedoch auch klare Nachteile hinsichtlich der Isolationsleistung auf.
Derzeit ist die globale Produktionskapazität für Kohlefasern gering, und die Produktionskosten sind sehr hoch. Aufgrund der Rohstoff- und Prozessanforderungen ist es unwahrscheinlich, dass Kohlefasern in absehbarer Zeit in großem Maßstab produziert werden und die Kosten im Vergleich zu Glasfasern sinken werden. Im Gegensatz dazu wurden Leistung und Wirtschaftlichkeit von Glasfasern in den letzten Jahren kontinuierlich verbessert, und Kohlefasern wurden in einigen nachgelagerten Bereichen teilweise ersetzt.
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Glasfaser ist ein anorganisches, nichtmetallisches Material mit hervorragender Leistung. Glaskugeln oder Altglas werden als Rohstoffe verwendet und durch Hochschmelzen, Drahtziehen, Wickeln, Weben und andere Prozesse schließlich zu Glasfasern verarbeitet. Der Durchmesser einer Glasfaser beträgt zwischen wenigen Mikrometern und zwanzig Metern, was einem Haar entspricht. Ein Faserbündel hat ein Fünftel bis ein Zehntel des Durchmessers von Seide und besteht aus Hunderten oder Tausenden von Monofilamenten. Die meisten Menschen halten Glas für zerbrechlich und hart und nicht als Konstruktionsmaterial geeignet.
Wird es jedoch zu Seide geformt, erhöht sich seine Festigkeit erheblich und es wird flexibler, sodass es nach der Formänderung mit Harz zu einem hervorragenden Strukturmaterial wird. Die Festigkeit von Glasfasern nimmt mit abnehmendem Durchmesser zu. Aufgrund dieser Eigenschaften sind Glasfasern weitaus häufiger einsetzbar als andere Faserarten. Glasfasern haben folgende Eigenschaften: hohe Zugfestigkeit, hoher Elastizitätsmodul, hohe Schlagzähigkeit, chemische Beständigkeit, geringe Wasseraufnahme, gute Hitzebeständigkeit, vielfältige Verarbeitungsmöglichkeiten, transparentes Kolloid und niedriger Preis.
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Kohlenstofffasernsind anorganische Fasern, die aus Kohlenstoffelementen bestehen. Der Kohlenstoffgehalt der Fasern beträgt mehr als 90 %. Im Allgemeinen werden sie in drei Kategorien unterteilt: gewöhnlich, hochfest und hochmodellhaft. Im Vergleich zu Glasfaser (GF) ist der Elastizitätsmodul mehr als dreimal so hoch; im Vergleich zu Kevlar-Fasern (KF-49) ist der Elastizitätsmodul nicht nur etwa doppelt so hoch, sondern sie quellen auch in organischen Lösungsmitteln, Säuren oder Laugen nicht auf und haben eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit. Kohlefaser ist ein faseriges Kohlenstoffmaterial. Sie ist fester als Stahl, weniger dicht als Aluminium, korrosionsbeständiger als Edelstahl, widerstandsfähiger gegen hohe Temperaturen als hitzebeständiger Stahl, kann Strom wie Kupfer leiten und hat elektrische, thermische und mechanische Eigenschaften.
Kohlenstofffasern können zu Geweben, Filzen,Matten, Bänder, Papier und andere Materialien. Traditionell wird Kohlefaser im Allgemeinen nur als Wärmedämmstoff verwendet, sondern meist als Verstärkungsmaterial zu Harz, Metall, Keramik, Beton und anderen Materialien hinzugefügt, um Verbundwerkstoffe zu bilden. Kohlefaserverstärkte Verbundwerkstoffe können als Strukturmaterialien für Flugzeuge, zur elektromagnetischen Abschirmung und als antistatische Materialien, als künstliche Bänder und andere Körperersatzmaterialien sowie bei der Herstellung von Raketengehäusen, Motorbooten, Industrierobotern, Blattfedern und Antriebswellen für Kraftfahrzeuge eingesetzt werden. Kohlefaser findet breite Anwendung im zivilen, militärischen, Bau-, Chemie-, Industrie-, Luft- und Raumfahrt- und Supersportwagenbereich.
Zusammenfassung: Es gibt in gewissem Maße niemanden, der ersetztGlasfaserund Kohlefaser. Schließlich unterscheiden sich die Leistung und die Spezialisierung der beiden Materialien erheblich und können nur entsprechend den spezifischen Anforderungen des Produkts ausgewählt werden. Aus Volumen- und Kostensicht ist Glasfaser absolut robust; Kohlefaser ist jedoch in Bezug auf geringes Gewicht und hohe Festigkeit noch besser.
Veröffentlichungszeit: 11. März 2022
