Verbundwerkstoffe finden breite Anwendung, und die Überlegenheit vonGlasfaserDie Materialien bleiben unverändert. Besteht die Gefahr, dass Glasfaser durch … ersetzt wird?Kohlenstofffaser?
Sowohl Glasfaser als auch Kohlenstofffaser sind neue Hochleistungswerkstoffe. Im Vergleich zu Glasfaser bietet Kohlenstofffaser deutliche Vorteile hinsichtlich Festigkeit und geringem Gewicht, weist aber auch deutliche Nachteile in der Wärmedämmung auf.
Aktuell ist die weltweite Produktionskapazität für Kohlenstofffasern gering, und die Produktionskosten sind sehr hoch. Aufgrund der aufwendigen Rohstoff- und Prozessgewinnung ist es unwahrscheinlich, dass Kohlenstofffasern in absehbarer Zeit eine ähnlich große Produktionsmenge erreichen und die Kosten ähnlich wie Glasfasern gesenkt werden können. Im Gegensatz dazu wurden die Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit von Glasfasern in den letzten Jahren kontinuierlich verbessert, und Kohlenstofffasern werden in einigen nachgelagerten Anwendungsbereichen bereits ersetzt.
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Glasfaser Glasfaser ist ein anorganischer, nichtmetallischer Werkstoff mit hervorragenden Eigenschaften. Glaskugeln oder Altglas dienen als Rohmaterial und werden durch Hochtemperaturschmelzen, Drahtziehen, Wickeln, Weben und weitere Verfahren zu Glasfasern verarbeitet. Der Durchmesser einer Glasfaser liegt zwischen wenigen Mikrometern und zwanzig Metern, was dem Durchmesser eines Haares entspricht. Sie hat nur ein Fünftel bis ein Zehntel des Durchmessers von Seide, und ein Faserbündel besteht aus Hunderten oder Tausenden von Monofilamenten. Viele Menschen halten Glas für ein zerbrechliches und hartes Material, das sich nicht als Konstruktionswerkstoff eignet.
Wird Glasfaser jedoch zu Seide verarbeitet, erhöht sich ihre Festigkeit erheblich und sie erhält Flexibilität. Dadurch eignet sie sich nach der Formgebung mit Harz hervorragend als Konstruktionsmaterial. Die Festigkeit von Glasfasern steigt mit abnehmendem Durchmesser. Diese Eigenschaften führen zu einem deutlich breiteren Einsatzspektrum von Glasfasern im Vergleich zu anderen Fasertypen. Glasfasern weisen folgende Merkmale auf: hohe Zugfestigkeit, hoher Elastizitätsmodul, hohe Schlagfestigkeit, Chemikalienbeständigkeit, geringe Wasseraufnahme, gute Hitzebeständigkeit, vielfältige Verarbeitbarkeit, Transparenz und einen niedrigen Preis.
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KohlenstofffasernKohlenstofffasern sind anorganische Fasern, die aus Kohlenstoffelementen bestehen. Ihr Kohlenstoffgehalt liegt bei über 90 %. Sie werden üblicherweise in drei Kategorien unterteilt: Standardfasern, hochfeste Fasern und Hochleistungsfasern. Im Vergleich zu Glasfasern (GF) ist ihr Elastizitätsmodul mehr als dreimal so hoch; im Vergleich zu Kevlarfasern (KF-49) ist er etwa doppelt so hoch. Zudem quellen sie weder in organischen Lösungsmitteln noch in Säuren oder Laugen und weisen eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit auf. Kohlenstofffasern sind faserförmige Kohlenstoffmaterialien. Sie sind fester als Stahl, weniger dicht als Aluminium, korrosionsbeständiger als Edelstahl, hochtemperaturbeständiger als hitzebeständiger Stahl, leiten Strom wie Kupfer und besitzen elektrische, thermische und mechanische Eigenschaften.
Kohlenstofffasern können zu Stoffen und Filzen verarbeitet werden.MattenKohlenstofffasern werden in vielen Bereichen eingesetzt, darunter Gürtel, Papier und andere Materialien. Traditionell werden sie, abgesehen von der Verwendung als Wärmedämmstoff, meist nicht allein verwendet, sondern Harzen, Metallen, Keramik, Beton und anderen Werkstoffen als Verstärkungsmaterial beigemischt, um Verbundwerkstoffe herzustellen. Kohlenstofffaserverstärkte Verbundwerkstoffe finden Anwendung in der Flugzeugstruktur, als elektromagnetische Abschirmung und Antistatikmaterialien, in künstlichen Bändern und anderen Körperersatzmaterialien sowie in der Herstellung von Raketengehäusen, Motorbooten, Industrierobotern, Blattfedern und Antriebswellen für Kraftfahrzeuge. Kohlenstofffasern werden in zahlreichen Bereichen eingesetzt, darunter Zivilbau, Militär, Bauwesen, Chemie, Industrie, Luft- und Raumfahrt sowie im Supersportwagenbau.
Zusammenfassung: Bis zu einem gewissen Grad gibt es niemanden, der ihn ersetzen kann.Glasfaserund Kohlenstofffaser. Schließlich unterscheiden sich die Eigenschaften beider Materialien deutlich, und auch ihre spezifischen Einsatzgebiete sind verschieden. Die Wahl des Materials hängt von den jeweiligen Produktanforderungen ab. Hinsichtlich Volumen und Kosten ist Glasfaser unübertroffen; in Bezug auf geringes Gewicht und hohe Festigkeit ist Kohlenstofffaser jedoch noch überlegen.
Veröffentlichungsdatum: 11. März 2022
