▷ Como se fabrica la fibra de carbono

Comentarios

La fibra de carbono está compuesta por átomos de carbono unidos para formar una larga cadena. Las fibras son extremadamente rígidas, fuertes y ligeras, y se utilizan en muchos procesos para crear excelentes materiales de construcción. El material de fibra de carbono se presenta en una variedad de bloques de construcción «en bruto», incluyendo hilos, unidireccionales, tejidos, trenzados y varios otros, que a su vez se utilizan para crear piezas compuestas. Las propiedades de una pieza de fibra de carbono se aproximan a las del acero y el peso se acerca al del plástico. Por lo tanto, la relación resistencia/peso (así como la relación rigidez/peso) de una pieza de fibra de carbono es mucho mayor que la del acero o el plástico. La fibra de carbono es extremadamente resistente. En ingeniería es habitual medir las ventajas de un material en términos de relación resistencia/peso y rigidez/peso, especialmente en el diseño estructural, donde el peso añadido puede traducirse en un aumento de los costes del ciclo de vida o en un rendimiento insatisfactorio.
Las fibras de carbono o fibras de carbono son fibras de unos 5-10 micrómetros de diámetro y compuestas principalmente por átomos de carbono. Las fibras de carbono presentan varias ventajas, como una gran rigidez, una elevada resistencia a la tracción, un peso reducido, una elevada resistencia química, una alta tolerancia a la temperatura y una baja expansión térmica. Estas propiedades han hecho que la fibra de carbono sea muy popular en la industria aeroespacial, la ingeniería civil, el ejército y los deportes de motor, además de otros deportes de competición. Sin embargo, son relativamente caras en comparación con otras fibras similares, como las de vidrio o las de plástico.

Joyas de fibra de carbono

Este artículo necesita citas adicionales para su verificación. Por favor, ayude a mejorar este artículo añadiendo citas de fuentes fiables. El material sin fuente puede ser cuestionado y eliminado.Buscar fuentes: «Fibras de carbono» – noticias – periódicos – libros – scholar – JSTOR (febrero de 2020) (Aprende cómo y cuándo eliminar este mensaje de la plantilla)
Las fibras de carbono tienen un diámetro de entre 5 y 10 micrómetros (0,00020-0,00039 pulgadas) y están compuestas principalmente por átomos de carbono[cita requerida]. Las fibras de carbono tienen varias ventajas, como una gran rigidez, una alta resistencia a la tracción, una baja relación peso-resistencia, una alta resistencia química, una alta tolerancia a la temperatura y una baja expansión térmica[1]. Estas propiedades han hecho que la fibra de carbono sea muy popular en la industria aeroespacial, la ingeniería civil, el ejército y los deportes de motor, junto con otros deportes de competición. Sin embargo, son relativamente caras en comparación con otras fibras similares, como la fibra de vidrio, las fibras de basalto o las fibras de plástico[cita requerida].
Para producir una fibra de carbono, los átomos de carbono se unen en cristales que están más o menos alineados paralelamente al eje largo de la fibra, ya que la alineación de los cristales da a la fibra una alta relación fuerza-volumen (en otras palabras, es fuerte para su tamaño). Varios miles de fibras de carbono se agrupan para formar una estopa, que puede utilizarse por sí sola o tejerse en una tela.

Empresas de fabricación de fibra de carbono

La instalación producirá hasta 25 toneladas de fibra de carbono al año, lo suficiente para satisfacer las necesidades de I+D y permitir la fabricación a gran escala de productos de fibra de carbono. En la foto se ve la primera etapa del proceso de producción de fibra de carbono, en la que el material precursor enrollado se introduce en la línea de conversión. El material precursor puede ser hilado en rollos o soplado en forma de estera antes de ser transportado a través de los pasos de estabilización, carbonización y tratamiento de la superficie del proceso. | Fotografía por cortesía del Laboratorio Nacional de Oak Ridge.
En la imagen, el material precursor pasa por uno de los cuatro hornos de oxidación. A medida que el material se oxida, pasa de ser blanco a negro. El material se vuelve resistente a las llamas y es capaz de soportar temperaturas más altas que se encontrarán en los hornos de carbonización posteriores. | Fotografía por cortesía del Laboratorio Nacional de Oak Ridge.
En la imagen, en primer plano, la fibra blanca precursora (poliacrilonitrilo o PAN) se introduce en el primer horno de oxidación. La fibra negra que está detrás ha pasado por las zonas de oxidación uno y dos y está pasando por la zona 3. Durante el proceso de oxidación, la fibra precursora de PAN pasa gradualmente de blanco a amarillo, castaño, marrón y luego negro. Una vez oxidada por completo, la fibra está lista para pasar por los hornos de mayor temperatura, que convierten la fibra de PAN oxidada en fibra de carbono. | Fotografía por cortesía del Laboratorio Nacional de Oak Ridge.