Der Hauptzweck von Kohlefasern besteht darin, sie mit Harz, Metall, Keramik und anderen Matrizen zu verbinden, um Strukturmaterialien herzustellen.Kohlenstofffaserverstärkte Epoxidharz-Verbundwerkstoffe weisen unter den vorhandenen Strukturmaterialien die höchsten Gesamtindikatoren für spezifische Festigkeit und spezifischen Modul auf.Kohlefaserverbundwerkstoffe bieten Vorteile in Bereichen, in denen strenge Anforderungen an Dichte, Steifigkeit, Gewicht und Ermüdungseigenschaften gestellt werden und in denen hohe Temperaturen und hohe chemische Stabilität erforderlich sind.
Kohlenstofffasern wurden in den frühen 1950er Jahren als Reaktion auf die Anforderungen modernster Wissenschaft und Technologie wie Raketen, Luft- und Raumfahrt und Luftfahrt hergestellt und werden heute häufig in Sportgeräten, Textilien, chemischen Maschinen und medizinischen Bereichen eingesetzt.Angesichts der immer anspruchsvolleren Anforderungen der Spitzentechnologie an die technische Leistungsfähigkeit neuer Materialien werden wissenschaftliche und technologische Mitarbeiter dazu ermutigt, sich weiter zu verbessern.In den frühen 1980er Jahren tauchten nacheinander Hochleistungs- und Ultrahochleistungs-Carbonfasern auf.Dies war ein weiterer Technologiesprung und markierte gleichzeitig, dass die Forschung und Produktion von Kohlenstofffasern in einem fortgeschrittenen Stadium angelangt war.
Der Verbundwerkstoff aus Kohlefaser und Epoxidharz hat sich aufgrund seines geringen spezifischen Gewichts, seiner guten Steifigkeit und seiner hohen Festigkeit zu einem fortschrittlichen Luft- und Raumfahrtmaterial entwickelt.Da das Gewicht des Raumfahrzeugs um 1 kg reduziert wird, kann das Gewicht der Trägerrakete um 500 kg reduziert werden.Daher gibt es in der Luft- und Raumfahrtindustrie einen Ansturm auf die Einführung fortschrittlicher Verbundwerkstoffe.Es gibt einen vertikal startenden und landenden Jäger, dessen Kohlefaserverbundwerkstoff 1/4 des Gewichts des Flugzeugs und 1/3 des Gewichts des Flügels ausmacht.Berichten zufolge bestehen die Schlüsselkomponenten der drei Raketentriebwerke des US-Space Shuttles und des fortschrittlichen MX-Raketenabschussrohrs alle aus fortschrittlichen Kohlefaser-Verbundwerkstoffen.
Beim aktuellen F1-Wagen (Formel-1-Weltmeisterschaft) besteht der Großteil der Karosseriestruktur aus Kohlefasermaterialien.Ein großes Verkaufsargument für Spitzensportwagen ist auch die Verwendung von Kohlefaser an der gesamten Karosserie zur Verbesserung der Aerodynamik und Strukturfestigkeit.
Kohlefasern können zu Stoffen, Filz, Matten, Gürteln, Papier und anderen Materialien verarbeitet werden.Bei der traditionellen Verwendung werden Kohlefasern im Allgemeinen nicht allein verwendet, außer als Wärmedämmmaterial.Es wird meist als Verstärkungsmaterial zu Harz, Metall, Keramik, Beton und anderen Materialien hinzugefügt, um Verbundwerkstoffe zu bilden.Kohlenstofffaserverstärkte Verbundwerkstoffe können als Körperersatzmaterialien wie Flugzeugstrukturmaterialien, elektromagnetische Abschirmmaterialien, künstliche Bänder usw. sowie für die Herstellung von Raketengeschossen, Motorbooten, Industrierobotern, Automobilblattfedern und Antriebswellen verwendet werden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 11. November 2021