Apa perbedaan antara serat karbon dan Kevlar?

Apa itu serat karbon?

Serat karbon adalah benang panjang dan tipis yang terutama terbuat dari atom karbon yang diikat menjadi satu dalam kristal mikroskopis.

Kristal disejajarkan, yang membuatnya sangat kuat. Mereka kemudian dipilin menjadi satu, seperti proses produksi kapas, untuk membuat benang. Benang-benang tersebut kemudian dijalin bersama untuk membuat kain serat karbon. Ada berbagai jenis tenun untuk serat karbon:

Tenunan Polos: Juga dikenal sebagai Standar Atas/Bawah Dua Arah sangat mudah ditangani karena tenunan yang rapat.

Twill: Pola diagonal dari over-over dan under-under Ini adalah pola serat karbon yang paling terkenal dan menawarkan bentuk yang lebih longgar dari desain normal, membuatnya lebih cocok untuk bentuk yang lebih kompleks.

Satin: Satin memiliki kemiripan seperti batu bata yang berasal dari angka lebih dari (biasanya empat atau delapan) hingga kurang dari satu. Pola ini bukan yang paling mudah untuk dikerjakan, tetapi bekerja paling baik dengan kurva yang rumit.

Searah: Seperti namanya, semua benang searah. Tidak ada anyaman, biasanya digunakan benang untuk menyatukannya, tetapi ini tidak mengubah struktur serat karbon. Paling baik untuk cetakan yang ditekankan hanya pada satu sumbu

Bagaimana serat karbon dibuat?

Setiap produsen serat karbon memiliki metode pembuatan bahannya sendiri untuk memberikan kekuatan atau karakteristik penjualan estetika. Namun, biasanya, semua serat karbon berasal dari polimer organik, yang merupakan rantai molekul atom karbon yang disatukan.

Proses pembuatan PAN (poliakrilonitril) menyumbang sekitar 90 persen dari semua pembuatan serat karbon dan dibagi menjadi lima langkah:

Polyacrylonitrile dicampur dengan barang lain dan dipintal menjadi serat, yang kemudian diregangkan dan dibersihkan.

bahan kimia kemudian ditambahkan untuk menstabilkan

Menambahkan panas, suhu tinggi membantu membentuk kristal karbon yang terikat erat.

Serat dioksidasi untuk meningkatkan sifat ikatan.

Terakhir, untaian dilapisi dan dililitkan menjadi benang dengan ukuran berbeda. Sebelum serat karbon menjadi komposit, polimer ditambahkan, dan benang serta polimer diikat bersama oleh panas, tekanan, atau vakum untuk membentuk komposit.

Seperti halnya proses pembuatan apa pun, bahan yang digunakan akan menciptakan kualitas dan efek khusus pada serat karbon, yang memungkinkan perbedaan penilaian dan aplikasi.

Apa manfaat dari serat karbon?

Serat karbon dikenal karena bobotnya yang ringan dan kekuatannya yang tinggi, menjadikannya material komposit canggih yang ideal di industri kelautan, otomotif, dan kedirgantaraan. Manfaat utama meliputi:

Rasio kekuatan terhadap berat yang sangat baik

tahan panas tinggi

Ketahanan bahan kimia/korosi yang tinggi (bila digunakan dengan resin yang tepat)

Sangat fleksibel untuk berbagai macam aplikasi

sifat kelelahan yang sangat baik

Cocok untuk berbagai bahan yang berbeda

konduktivitas listrik dan termal

Memiliki koefisien ekspansi termal yang rendah

Apa kerugian dari serat karbon?

Meski memiliki banyak kelebihan, serat karbon masih merupakan material komposit yang relatif baru, namun juga memiliki beberapa kelemahan:

Mahal dibandingkan material komposit lainnya

Manufaktur lebih padat karya

Saat ini tidak dapat didaur ulang, serat karbon sering digunakan sebagai pengganti baja atau aluminium, keduanya merupakan bahan yang dapat didaur ulang

Akan retak/pecah bila melebihi kapasitasnya

Jika rusak, harus diganti, bukan diperbaiki seperti struktur logam