לסיבי פחמן תכונות מצוינות שונות של פחמן יסודי, כגון משקל סגולי קטן, עמידות בחום מעולה, מקדם התפשטות תרמית קטן, מוליכות תרמית גדולה, עמידות טובה בפני קורוזיה ומוליכות חשמלית. במקביל, יש לו את הגמישות של סיבים, ניתן לארוג עיבוד וליפול דפוס. הביצועים המצוינים ביותר של סיבי פחמן הם החוזק הספציפי והמודול הספציפי יותר מסיב החיזוק הכללי, הוא והחומר המרוכב שנוצר על ידי חוזק ספציפי של שרף ומודול ספציפי מאשר פלדה וסגסוגת אלומיניום גבוהים בערך פי 3. צינורות העשויים מחומרים מרוכבים של סיבי פחמן שימשו בתחומים רבים, אשר יכולים להפחית משמעותית משקל, להגדיל את המטען ולשפר את הביצועים. הם חומרים מבניים חשובים בתעשייה האווירית.

1. תעופה וחלל

בגלל היתרונות של קל משקל, קשיחות גבוהה, חוזק גבוה, גודל יציב ומוליכות תרמית טובה, חומרים מרוכבים של סיבי פחמן יושמו על מבני לווין, פאנלים סולאריים ואנטנות במשך זמן רב. כיום, רוב התאים הסולאריים הפרוסים בלוויינים עשויים מחומרים מרוכבים של סיבי פחמן, וכך גם כמה מהרכיבים הקריטיים יותר בתחנות חלל ובמערכות מעבורות.

צינור סיבי פחמן טוב מאוד גם ביישום מל"טים וניתן ליישם אותו על חלקי גוף שונים של מל"טים ביישום מעשי, כגון זרוע, מסגרת וכו'. בהשוואה לסגסוגת אלומיניום, יישום של צינורות סיבי פחמן במל"טים יכול להפחית משקל בכ-30%, מה שיכול לשפר את קיבולת המטען והסיבולת של מל"טים. היתרונות של חוזק מתיחה גבוה, עמידות בפני קורוזיה והשפעה סיסמית טובה של צינור סיבי פחמן מבטיחים את חיי המל"ט ביעילות.

2. ציוד מכני

הטנדר הקצה הוא מתקן המשמש לתהליך ההולכה בקו הייצור של הטבעה. הוא מותקן על רובוט הטעינה והפריקה של המכבש ומניע את הטנדר הקצה כדי לשאת את חומר העבודה דרך המסלול. בין חומרים חדשים רבים, חומרים מרוכבים מסיבי פחמן הם הפופולריים ביותר.

שיעור החומר המרוכב של סיבי פחמן הוא פחות מ-1/4 מפלדה, אך חוזקו פי כמה מזה של פלדה. הטנדר הקצה הרובוט העשוי מחומר מרוכב של סיבי פחמן יכול להפחית את הרעידות ואת העומס שלו בטיפול בחלקי רכב, וניתן לשפר מאוד את היציבות שלו.

3, תעשייה צבאית

סיבי פחמן הם אור איכותי, חוזק גבוה, מודולוס גבוה, עמידות בפני קורוזיה, עמידות בפני עייפות, עמידות בטמפרטורה גבוהה, מוליכות תרמית, פיזור חום טוב, והמאפיינים של מקדם ההתפשטות התרמית הקטן, סיבי פחמן וחומרים מרוכבים שלו נמצאים בשימוש נרחב ברקטה, בטיל, בכלי טיס צבאיים, בשטחים צבאיים, כגון הגנה אישית והגדלת המינון, משפרת את הביצועים של הציוד הצבאי ללא הרף. סיבי פחמן וחומרים מרוכבים שלו הפכו לחומר אסטרטגי חשוב לפיתוח נשק וציוד הגנה מודרניים.

ברקטות וטילים צבאיים, הביצועים המצוינים של CFRP יושמו ופותחו היטב, כמו "פגסוס", רקטת נושאת "דלתא", "Trident ⅱ (D5)", טיל "גמד" וכן הלאה. הטיל האסטרטגי האמריקאי MX ICBM והטיל האסטרטגי הרוסי Poplar M מצוידים גם במיכלי חומר מרוכבים מתקדמים

4. מוצרי ספורט

רוב מוצרי הספורט המסורתיים עשויים מעץ, אך התכונות המכניות של חומרים מרוכבים מחוזקים בסיבי פחמן גבוהות בהרבה מעץ. החוזק והמודול הספציפיים שלו הם פי 4 ו-3 של אשוח סיני, פי 3.4 ו-4.4 פעמים של חוטונג סיני בהתאמה. כתוצאה מכך, הוא נמצא בשימוש נרחב במוצרי ספורט, ומהווה כמעט 40% מצריכת סיבי הפחמן בעולם. בתחום מוצרי ספורט, צינורות סיבי פחמן הםמשמש בעיקר בהיבטים הבאים: מקלות גולף, חכות, מחבטי טניס, מחבטות בדמינטון, מקלות הוקי, קשתות וחצים, תרני שיט וכדומה.

אם לוקחים את מחבט הטניס כדוגמה, מחבט הטניס העשוי מחומר מרוכב מסיבי פחמן הוא קל ויציב, בעל קשיחות גדולה ומתח קטן, מה שיכול להפחית את דרגת הסטייה כאשר הכדור נוגע במחבט. יחד עם זאת, ל-CFRP יש שיכוך טוב, שיכול להאריך את זמן המגע בין המעי לכדור, כך שכדור הטניס יכול להשיג תאוצה גדולה יותר. לדוגמה, זמן המגע של מחבט העץ הוא 4.33 אלפיות השנייה, פלדה היא 4.09 אלפיות השנייה, ו-CFRP הוא 4.66 אלפיות השנייה. המהירויות הראשוניות המתאימות של הכדור הן 1.38 קמ"ש, 149.6 קמ"ש ו-157.4 קמ"ש, בהתאמה.

בנוסף לתחומים הנ"ל, חומרים מרוכבים סיבי פחמן מופיעים גם במעבר מסילות, אנרגיה רוח, ציוד רפואי ותחומים אחרים, נמצאים בשימוש נרחב, עם פריצות דרך מתמשכות בטכנולוגיית הייצור והעיבוד שלאחר מכן של חומרי גלם סיבי פחמן, המחיר של חומרי גלם של סיבי פחמן צפויים גם להיות ידידותיים יותר למשתמש.

#מחט פחמן #סיבי פחמן