Es una fibra sintética constituida por finos filamentos de 5–10 μm de diámetro y compuesto principalmente por carbono. Cada filamento de carbono es la unión de muchas miles de fibras de carbono. Se trata de una fibra sintética porque se fabrica a partir del poliacrilonitrilo. Tiene propiedades mecánicas similares al acero y es tan ligera como la madera o el plástico. Por su dureza tiene mayor resistencia al impacto que el acero.
PROPIEDADES.
- Conductor eléctrico y de alta conductividad térmica.
- Muy elevada resistencia mecánica, con un módulo de elasticidad elevado.
- Elevado precio de producción.
- Resistencia a agentes externos.
- Gran capacidad de aislamiento térmico.
- Resistencia a las variaciones de temperatura, conservando su forma.
- Bajo peso.
- Alta resistencia.
- Dentro de un compuesto, la orientación de las propias fibras también es importante. En función de esto, el material puede ser más fuerte en una dirección determinada o igual de fuerte en todas las direcciones.
IDENTIFICACIÓN DE COMBUSTIÓN.
Al acercarse a la flama: La flama toma varios colores, pero no se quema.
En la flama: No pasa nada.
Al retirarse de la flama: No pasa nada.
Ceniza: No deja ceniza ya que no se quema.
USOS.
Tiene muchas aplicaciones en la industria aeronáutica y automovilística, al igual que en barcos y en bicicletas, donde sus propiedades mecánicas y ligereza son muy importantes. También se está haciendo cada vez más común en otros artículos de consumo como patines en línea, raquetas de tenis, edificios, ordenadores portátiles, trípodes y cañas de pesca e incluso en joyería.
OBTENCIÓN
El proceso de fabricación de la fibra de carbono comienza cuando los productores procesan materias primas en hebras finas de carbono. Comienzan con una base de alquitrán de hulla, que se utiliza para hacer productos de gama baja de fibra de carbono. Para productos de alta calidad, los fabricantes comienzan con un material de base de poliacrilonitrilo, que consiste en propileno y amoníaco. Después este material base se calienta múltiples veces, para cambiar drásticamente estructuras. Finalmente, el material se transforma en una cadena de moléculas de carbono.
Estas moléculas de carbono se mezclan con otros productos químicos y llevan acabo un proceso conocido como hilado en húmedo. Durante el hilado en húmedo, la mezcla de carbono líquido pasa a través de una matriz conocida como una tobera de hilatura, que cuenta con muchos pequeños agujeros. La hilera forma el material en largos filamentos delgados de carbono. Mediante la combinación de estos filamentos con epoxi u otras resinas, los fabricantes pueden producir CFRP.
Las fibras se calientan inicialmente a alrededor de 590°F (300°C) en aire y bajo tensión, en una etapa conocida como la oxidación, o la estabilización. Esto elimina las moléculas de hidrógeno a partir de las fibras y la convierte en una forma más estable mecánicamente. A continuación, se calientan a alrededor de 1830°F (1000°C) en ausencia de oxígeno en una etapa conocida como la carbonización. Esto elimina más material sin carbono, dejando a la mayoría de carbono..
Producción y Consumo
Dado el limitado mercado para un producto muy caro, de calidad variable, Morganite también decidió que la producción de fibra de carbono era periférica respecto a su negocio principal, dejando Courtaulds como el único fabricante grande del Reino Unido. Esta compañía continuó la fabricación de fibras de carbono, con el desarrollo de dos mercados principales: el aeroespacial y de equipamiento deportivo. La velocidad de la producción y la calidad del producto se han mejorado desde entonces.
Durante la década de 1970, los trabajos experimentales para encontrar materias primas alternativas llevaron a la introducción de fibras de carbono a partir de una brea de petróleo derivadas de la transformación del petróleo. Estas fibras contenían alrededor de 85% de carbono y tenía una excelente resistencia a la flexión.
