Tấm sợi carbon là vật liệu kết cấu được chế tạo từ vật liệu composite gồm sợi carbon và nhựa. Nhờ các đặc tính độc đáo của vật liệu composite, sản phẩm cuối cùng có trọng lượng nhẹ nhưng vẫn chắc chắn và bền bỉ.
Để thích ứng với các ứng dụng trong nhiều lĩnh vực và ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm hàng không vũ trụ, công nghiệp ô tô, v.v., tấm sợi carbon cũng sẽ có nhiều loại khác nhau. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét kỹ hơn về các ứng dụng của tấm sợi carbon và độ bền của chúng so với các vật liệu khác.
Tấm sợi carbon sẽ được sử dụng ở những khu vực nào?
Tấm và màng sợi carbon có thể được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm ô tô, hàng không vũ trụ, nhạc cụ, đồ thể thao và thiết bị y tế.
Trong ngành công nghiệp ô tô, tấm sợi carbon được sử dụng để tăng cường độ bền cho các bộ phận ô tô như cửa, nắp ca-pô, cản trước, chắn bùn và thanh ray mái. Các nhà sản xuất ô tô thường sử dụng thép để chế tạo các bộ phận này. Thép, tuy rẻ hơn, nhưng nặng hơn nhiều so với sợi carbon. Để làm cho các loại xe như xe đua nhẹ hơn, tấm sợi carbon thường được sử dụng để thay thế nhiều bộ phận bằng thép.
Trong ngành hàng không vũ trụ, tấm sợi carbon được sử dụng để chế tạo các bộ phận máy bay như tấm thân máy bay, bề mặt điều khiển và đầu cánh. Các bộ phận thu được có trọng lượng nhẹ nhưng vẫn chắc chắn. Sợi carbon được ngành hàng không vũ trụ sử dụng rộng rãi nhờ tỷ lệ độ bền trên trọng lượng vượt trội. Vì sợi carbon có vẻ ngoài đẹp mắt, nó cũng rất lý tưởng cho nội thất máy bay.
Tương tự như vật liệu kết cấu trong ngành ô tô, các vật liệu như nhôm và thép thường được sử dụng để chế tạo máy bay. Tuy nhiên, các hãng hàng không thương mại ngày càng sử dụng vật liệu composite sợi carbon để tạo ra khung máy bay nhẹ hơn và chắc chắn hơn. Điều này là do sợi carbon nhẹ hơn thép, nhẹ hơn nhôm và chắc chắn hơn nhiều, đồng thời có thể được tạo hình thành bất kỳ hình dạng nào.
Tấm sợi carbon có độ bền như thế nào?
Khi so sánh sợi carbon với các vật liệu khác như thép và nhôm, cần xem xét một số đặc tính. Dưới đây là một số chỉ số hiệu suất thường được sử dụng để so sánh:
- Môđun đàn hồi = độ cứng của vật liệu. Tỷ lệ giữa ứng suất và biến dạng trong vật liệu. Độ dốc của đường cong ứng suất-biến dạng của vật liệu trong vùng đàn hồi.
- Độ bền kéo tối đa = Ứng suất tối đa mà vật liệu có thể chịu được trước khi bị đứt.
- Khối lượng riêng = khối lượng vật chất trên một đơn vị thể tích.
- Độ cứng riêng = mô đun đàn hồi chia cho mật độ vật liệu, được sử dụng để so sánh các vật liệu có mật độ khác nhau.
- Độ bền kéo riêng = độ bền kéo chia cho mật độ vật liệu.
Tấm sợi carbon có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng rất cao, điều này có nghĩa là chúng mạnh hơn nhiều so với các vật liệu khác có cùng trọng lượng. Ví dụ, sợi carbon có độ bền riêng gần gấp 4 lần so với nhôm, điều này làm cho tấm sợi carbon trở thành vật liệu lý tưởng cho nhiều ứng dụng, đặc biệt là khi trọng lượng là một yếu tố quan trọng.
Mặc dù cả sợi carbon và thép đều có khả năng chống biến dạng rất tốt, nhưng thép có mật độ gấp 5 lần sợi carbon. Tỷ lệ trọng lượng trên trọng lượng của sợi carbon gần gấp đôi so với thép.
Tóm lại, tấm sợi carbon là một loại vật liệu composite có độ bền cao, trọng lượng nhẹ và tính linh hoạt. Trong nhiều ngành công nghiệp, tỷ lệ độ bền trên trọng lượng của sợi carbon mang lại những lợi thế đáng kể về hiệu suất.
Thời gian đăng bài: 13 tháng 5 năm 2022 
