Què tan duradora és la fibra de carboni?

La fibra de carboni s'oxidarà?
La fibra de carboni és químicament estable, resistent a la corrosió i no s'oxida. Per això funciona tan bé en entorns durs. Però els agents oxidants forts, com el peròxid d'hidrogen o l'àcid sulfúric, poden afectar-lo.

De la mateixa manera, l'epoxi és inert i no s'oxida ni es corroeix. Però és molt sensible a la llum solar. Per tant, cobreix els teus compostos de fibra de carboni amb un recobriment resistent als raigs UV per evitar danys a llarg termini per la llum solar.

Val la pena assenyalar que els compostos de fibra de carboni poden causar corrosió galvànica en contacte amb determinats metalls. Tot i que no es produirà cap corrosió superficial significativa a curt termini, amb el pas del temps els productes de corrosió poden acumular-se i causar danys. Afortunadament, això requereix condicions específiques i alguns recobriments poden proporcionar protecció.

Es trencarà la fibra de carboni?
La resposta curta és sí. Qualsevol material pot fallar, però és una mica més complicat que això. Molts factors com el procés de producció, el disseny i l'ús poden afectar la durabilitat.

Per exemple, es poden formar buits i trencar-se més fàcilment si el fabricant aplica la resina de manera desigual o en quantitats insuficients. Amb el temps, aquestes petites esquerdes es poden estendre fins que esclaten. Fins i tot un petit impacte pot arribar al fracàs.

L'orientació de les fibres i les capes de fibra també té un impacte significatiu en la resistència a la fatiga. També ho fa el tipus de força que apliqueu. La compressió, el cisallament i la tensió poden provocar diferents tipus de fallades.

Per exemple, la resistència a la torsió de les fibres teixides en una disposició de 0 graus és inferior a la d'una disposició de 45 graus. Així que si la torceu, es pot trencar.

Es trencarà la fibra de carboni?|Què tan duradora és la fibra de carboni?
El millor de tot és que si et quedes per sota del llindar de càrrega d'una peça específica, no es trencarà fàcilment.

A més, tingueu en compte que els signes de dany que indiquen una fallada imminent són difícils de detectar. A diferència d'altres materials que es dobleguen o es dobleguen, quan la fibra de carboni falla, pot fallar greument i trencar-se.

Les condicions meteorològiques afecten la durabilitat de la fibra de carboni?
La fibra de carboni té una baixa expansió tèrmica. Per tant, la seva forma, àrea, volum o densitat no canvia significativament amb els canvis de temperatura. Això no vol dir que no es vegi afectat pel temps a la llarga. L'estudi va trobar que les combinacions de condicions meteorològiques poden tenir diferents efectes sobre la fibra de carboni en diferents entorns.

cicle de congelació-descongelació
La Fundació d'Investigació en Enginyeria Civil va determinar que els cicles de congelació-descongelació podrien suposar una amenaça per a la durabilitat de la fibra de carboni. A més, van trobar que les condicions de congelació i descongelació tenen més probabilitats de degradar el formigó armat amb fibra de carboni a l'aigua salada.

No és necessàriament la fibra de carboni la que perd integritat, sinó les microesquerdes que es formen a la matriu i el desenllaç de fibra/matriu. Part de la raó d'això és que els adhesius estructurals no són tan avançats com altres usos de fibra de carboni.

Finalment, malgrat aquests efectes, un altre estudi va trobar que el formigó armat amb fibra de carboni és més durador que el formigó estàndard.

Envelliment per calor humit
L'envelliment higrotèrmic pot tenir un impacte en la durabilitat de la fibra de carboni en algunes aplicacions, però no en d'altres.

Què és l'envelliment per calor humit? L'envelliment higrotèrmic fa referència a la combinació de calor i humitat i el seu efecte sobre l'estructura.

L'exposició prolongada a la calor i la humitat pot tenir poc efecte sobre la resistència a la flexió de la fibra de carboni. Tanmateix, sota càrrega sostinguda, la resistència a la tracció es redueix entre un 7% i un 12% en presència d'aigua salada.

Cicle humit i sec
Un estudi va demostrar que els cicles de humectació i assecat poden tenir efectes adversos significatius sobre la resistència a la tracció. Després de 4000 cicles humits i secs, la probabilitat de fallada augmenta significativament.

En canvi, té un efecte limitat sobre la deformació de les fibres de carboni.

Exposició UV i condensació
La radiació UV i la condensació actuen de manera sinèrgica per provocar l'erosió de la matriu epoxi però no de la fibra de carboni. L'atac epoxi pot reduir la resistència a la tracció fins a un 29% i conduir a una durabilitat reduïda.

Com s'ha esmentat anteriorment, un tractament superficial resistent als UV ajudarà a protegir el compost de fibra de carboni.

En general, les condicions meteorològiques afecten la fibra de carboni. Però l'efecte depèn de com l'utilitzeu. Per exemple, les condicions meteorològiques poden tenir un impacte més significatiu en un edifici de fibra de carboni que en un quadre de bicicleta de carboni.

La fibra de carboni pot resistir la calor?
La fibra de carboni pot suportar la calor. Però la fibra de carboni s'utilitza principalment en matrius com el formigó, el plàstic o la resina epoxi, que poden limitar la seva resistència a la calor. En altres paraules, la matriu té un paper més important en si una part de fibra de carboni pot suportar la calor que les fibres individuals soles.

Per exemple, algunes resines epoxi poden suportar temperatures de fins a 100 graus (212 graus F), mentre que els compostos basats en carboni reforçats amb fibra de carboni poden suportar temperatures superiors a 2000 graus (3632 graus F).

La fibra de carboni és a prova de bales?
En teoria, la fibra de carboni pot aturar les bales, però Kevlar® o altres fibres d'aramida són més flexibles i resistents als impactes. A més, Kevlar® és una opció més rendible per a armadures balístiques.

La fibra de carboni ofereix un alt nivell de protecció en determinats objectes. Sovint veureu corredors que l'utilitzen per a l'assegurament, ja que propaga els efectes de les forces. Però quan es tracta de bales, necessites moltes capes per aturar-ho.

Mireu aquest vídeo per veure com els compostos de fibra de carboni poden suportar les bales.

Tanmateix, els nanotubs de carboni poden suportar bales. Els nanotubs estan formats per àtoms de carboni que es combinen en un patró hexagonal repetit per formar cilindres buits. Aquests nanotubs poden absorbir l'energia dels míssils balístics millor que la fibra de carboni i, en alguns casos, fins i tot millor que el Kevlar®.

La forma més bàsica de fibra de carboni és el grafit de carboni, que dura gairebé per sempre. El material generalment no és fotodegradable ni biodegradable. Tanmateix, alguns factors sí que afecten la seva durabilitat, com el seu substrat. A més, l'ús extensiu de materials compostos i factors ambientals poden afectar la seva durabilitat i aplicacions potencials. En termes generals, els científics esperen que les peces de fibra de carboni durin més de 50 anys.

 

 

 

 

Obtenim, dissenyem, desenvolupem i elaborem productes únics i d'alta qualitat fets de fibra de carboni i altres materials compostos avançats. Contacta amb nosaltres o visita el nostre lloc web per obtenir més informació.