Sợi carbon là gì? Đặc điểm phân biệt sợi carbon với sợi thủy tinh

calendar 31/03/2022 user Đăng bởi: Hà Thu

Sợi carbon được xem là siêu vật liệu ngành chế tạo máy móc, ứng dụng mạnh mẽ trong hàng không vũ trụ, xây dựng, dầu khí, đặc biệt sản xuất ôtô.

Sợi carbon có đặc tính nhẹ, bền, cứng hơn thép, chi phí sản xuất khá đắt, trải qua nhiều công đoạn phức tạp. Chính vì thế, vật liệu này thường dùng để chế tác khung sườn xe hơi.

Sợi carbon là một loại sợi công nghiệp, được cấu tạo từ nguyên tử carbon (chứa 90% là carbon ký hiệu C trong bảng nguyên tố hóa học). Sợi carbon có tính chất vật lý đặc trưng là : nhẹ, nhỏ, khả năng chịu lực và chịu nhiệt tốt, độ cứng gấp 2 lần và chịu tải gấp 5 lần thép. Các sợi carbon có thể được xoắn lại với nhau tạo thành dạng sợi, hoặc các sợi có thể được dệt lại với nhau tạo thành dạng vải (dùng để may găng tay tĩnh điện phủ PU).

Các ứng dụng của sợi Carbon trong đời sống

Các ứng dụng của sợi Carbon trong đời sống

Do có cấu tạo từ 90% là nguyên tử carbon (khối lượng nguyên tử là 12g/mol) nhẹ hơn gấp 5 lần so với nguyên tử kim loại sắt (khối lượng nguyên tử 56g/mol).

Mỗi sợi carbon có kích thước tính bằng đơn vị micro mét (bằng 1 phần 1 triệu mét), nhỏ hơn cả sợi tơ nhện trong tự nhiên. Vào năm 1960, sợi carbon lần đầu tiên được sử dụng trong tên lửa xe tăng, và trở thành loại nguyên liệu của tương lai.

Tuy nhiên sau hơn 50 năm trôi qua, sợi carbon vẫn là một loại vật liệu hết sức lạ lẫm với đời sống con người bởi giá thành của nó quá đắt.

Cấu tạo sợi carbon và 4 loại vải phổ biến

Sợi carbon được cấu tạo từ các nguyên tử C, chứa khoảng hơn 90%. Nó có đặc tính nhẹ, nhỏ, khả năng chịu lực, nhiệt tốt, độ cứng gấp 2 lần thép và chịu được tải nặng.

Sợi carbon được ứng dụng nhiều trong thực tế, giá thành cao

Sợi carbon được ứng dụng nhiều trong thực tế, giá thành cao

Các sợi carbon có thể được xoắn lại với nhau hoặc dệt tạo thành dạng vải(may găng tay tĩnh điện phủ PU). Hơn 50 năm trôi qua, đây vẫn là loại vật liệu được đánh giá đắt đỏ nhất.

Theo đó, vải sợi carbon được phân ra thành nhiều loại khác nhau như 1k(1000 filaments), 3K, 6K, 12K, 24K, 40K.

- Vải sợi carbon 3K: Ứng dụng phổ biến nhất trong các ngành công nghiệp, thiết bị gia dụng, robot, kỹ thuật hàng không vũ trụ.

- Vải sợi carbon 6K: Ứng dụng trong kết cấu yêu cầu sự bền bỉ, đảm bảo tính gọn nhẹ, tạo đường nét có hình dạng, góc phức tạp.

- Vải sợi carbon 12K: Ứng dụng trong các lĩnh vực yêu cầu cấu trúc chắc chắn như xây dựng, hàng hải, gia cố các vật liệu có trọng lượng nhẹ.

- Vải sợi carbon 24K: Trọng lượng nhẹ, bền, độ cứng cao, chắc chắn. Nó được ứng dụng cho các loại mô hình, xe thể thao, chế tạo máy bay, đóng tàu thuyền, thiết bị thể thao, sản xuất ô tô.

4+ Đặc điểm phân biệt sợi carbon với sợi thủy tinh

Về cơ bản, sợi carbon có độ bền cao hơn sợi thủy tinh. Nó có thể thay thế kim loại trong một số ứng dụng. Sau đây là 4 đặc điểm phân biệt chi tiết:

Sợi carbon có độ bền cao hơn sợi thủy tinh

Sợi carbon có độ bền cao hơn sợi thủy tinh


Sợi Carbon

Sợi thủy tinh

Đặc điểm

- Độ cứng cao, bền chắc

- Khả năng chịu kéo tốt

- Nhẹ

- Kháng được hóa chất

- Chịu nhiệt tốt nhưng độ giãn nở nhiệt thấp

- Không bị cháy, mục nát hay thấm nước.

- Ít bị tác động bởi các axit.

- Ít độ đàn hồi, co giãn.

- Không dẫn nhiệt, điện và hút ẩm.

Cường độ chịu lực kéo

700 MPa

1000 MPa.

Mô đun đàn hồi

72.5 GPa

651.5 GPa.

Các ứng dụng

- Làm gậy bóng chày, gậy chơi golf

- Sản xuất thân máy bay,  thảm cao su chống tĩnh điện

- Dùng để gia cường kết cấu bê tông

- Làm lazang cho xe ô tô

- Làm bảng điều khiển xe ô tô, thân máy bay, tàu thuyền.

- Ứng dụng làm đường ống, bể chứa, mũ bảo hiểm.

- Dùng làm vật liệu cách điện nhiệt, gia cường kết cấu.

Tất tần tật quy trình sản xuất sợi carbon

Đầu tiên, công nhân sẽ tách cacbon ra khỏi nguyên liệu ban đầu bằng hệ thống lớn, oxy hóa ổn định và nhiệt độ cao.

Hình ảnh sợi carbon đã hoàn thiện

Hình ảnh sợi carbon đã hoàn thiện

Những sợi carbon được đưa qua lò dài từ 15-30 mét trong nhiệt độ lên đến hàng trăm độ C. Quá trình đun nóng này kéo dài hàng giờ đồng hồ.

Sau khi trải qua tác dụng nhiệt, vật liệu này sẽ tiến hành quá trình cacbon hóa. Những lò được sử dụng không lớn, thời gian ngắn, nhiệt độ rất cao khoảng 1000 độ C cho bước đầu. Sau đó, họ sẽ tăng dần ở các bước sau.

Tiếp đến, nhà máy cần phải sắp xếp lại những sợi đơn lẻ thành một mạng tinh thể để liên kết chúng lại với nhau. Quá trình này cần sự cẩn thận, chính xác tuyệt đối. Các sợi carbon phải được kéo ra đồng đều, đủ căng, nếu không sẽ làm ảnh hưởng đến các sợi khác và hư hỏng toàn bộ.

Những sợi carbon phải kết hợp với một loại nhựa(chất rắn) bằng việc nhiệt hóa. Mục đích để tạo ra một loại hỗn hợp có thể gia công, chế tạo ra các sản phẩm có hình dạng nhất định.

Sau khi được định hình và lưu hóa trong lò hấp, hình dạng của sản phẩm không thay đổi được. Chính vì thế, một lỗi nhỏ xảy ra sẽ làm lãng phí rất nhiều nguyên vật liệu.

Trên đây là quá trình sản xuất cũng như các đặc điểm phân biệt sợi carbon với sợi thủy tinh. Hy vọng bài viết này đã mang lại nhiều kiến thức phong phú cho bạn đọc.

Theo: phongsachcongnghiep.com

4.9/5 (84 votes)

31 07/25

Lễ hội Khô già già: Văn hóa đặc sắc của người Hà Nhì

Lễ hội Khô già già được ví là hội cầu mùa lớn nhất của người Hà Nhì đen. Nhằm cầu mong người an vật thịnh, mùa màng bội thu, cuộc sống ấm no, hạnh phúc.

29 07/25

Tại sao cờ trắng là biểu tượng của sự đầu hàng?

Cờ trắng được công nhận rộng rãi là biểu tượng của sự đầu hàng, hòa bình, hoặc yêu cầu ngừng chiến trong nhiều nền văn hóa và lịch sử. Tuy nhiên, nguồn gốc và lý do tại sao cờ trắng trở thành biểu tượng này không phải lúc nào cũng rõ ràng. Dưới đây là những yếu tố giải thích tại sao cờ trắng lại được sử dụng để thể hiện sự đầu hàng:

27 07/25

Bad Girl là gì? Cách nhận biết Bad Girl

"Bad Girl" là một thuật ngữ tiếng Anh, thường được sử dụng để mô tả một người phụ nữ có cá tính mạnh mẽ, nổi loạn và đôi khi phá vỡ các quy tắc xã hội thông thường. Thuật ngữ này mang nhiều sắc thái khác nhau, từ tích cực đến tiêu cực, tùy thuộc vào cách nhìn nhận của từng người. Dưới đây là định nghĩa chi tiết về "Bad Girl" và cách nhận biết họ:

25 07/25

bad boy là gì? Những điều bạn cần biết về bad boy

"Bad boy" là một thuật ngữ tiếng Anh, thường được sử dụng để mô tả một người đàn ông có hành vi hoặc phong cách nổi loạn, khác biệt so với chuẩn mực xã hội thông thường. Tuy nhiên, ý nghĩa cụ thể của "bad boy" có thể thay đổi tùy theo ngữ cảnh. Dưới đây là các khía cạnh phổ biến về khái niệm này:

23 07/25

Cách liên hệ Agoda, tổng đài Agoda, hỗ trợ CSKH tư vấn giải đáp thắc mắc

Agoda là một trong những nền tảng đặt phòng khách sạn và dịch vụ du lịch trực tuyến phổ biến trên toàn cầu. Nếu bạn cần hỗ trợ từ Agoda để giải đáp thắc mắc, khiếu nại hoặc tư vấn về đặt phòng, bạn có thể liên hệ với họ qua các kênh sau

21 07/25

Loạn luân là gì? Các dạng quan hệ loạn luân và trách nhiệm pháp lý

Loạn luân (tiếng Anh: Incest ) là thuật ngữ dùng để chỉ mối quan hệ tình dục hoặc hôn nhân giữa những người có quan hệ huyết thống gần gũi trong gia đình, hoặc giữa những người có mối liên hệ gắn bó về mặt sinh học. Những mối quan hệ này thường bị xã hội và pháp luật cấm vì nhiều lý do, bao gồm cả khía cạnh đạo đức, văn hóa, tôn giáo và khoa học.

19 07/25

Toàn cầu hóa kinh tế là gì? Lợi ích của toàn cầu hóa kinh tế

Toàn cầu hóa kinh tế là một quá trình trong đó các nền kinh tế của các quốc gia trên thế giới ngày càng trở nên phụ thuộc và liên kết chặt chẽ với nhau thông qua thương mại quốc tế, đầu tư nước ngoài, di chuyển lao động, công nghệ và dòng chảy tài chính. Đây là một khía cạnh quan trọng của toàn cầu hóa nói chung, phản ánh sự hội nhập và tương tác kinh tế ngày càng sâu rộng giữa c�

17 07/25

Rắn độc: Cách nhận biết và phương pháp sơ cứu khi bị cắn

Rắn độc sinh sản, phát triển mạnh vào mùa mưa. Để giảm tác hại của nọc rắn với cơ thể, khi bị cắn, ngoài phương pháp sơ cứu, triệu chứng cũng nên tìm hiểu cách phân biệt các loại rắn nguy hiểm.

15 07/25

Các loại di chúc được pháp luật công nhận

Theo quy định của pháp luật Việt Nam, di chúc là sự thể hiện ý chí của cá nhân nhằm chuyển tài sản của mình cho người khác sau khi chết. Pháp luật công nhận hai hình thức di chúc chính: di chúc bằng văn bản và di chúc miệng , với các loại cụ thể như sau:

13 07/25

Mini Series Hơi Ấm Vùng Cao – Câu Chuyện TGXCĐ Đến Với Bắc Bình

Mini Series “Hơi ấm vùng cao" tái hiện những khoảnh khắc xúc động tại xã Phan Tiến. Nơi đó, yêu thương chạm đến từng ánh mắt trẻ thơ trong veo.

11 07/25

Tại sao đàn ông lại sợ vợ?

"Sợ vợ" là một khái niệm phổ biến trong văn hóa và xã hội, đặc biệt ở các nước Á Đông như Việt Nam. Tuy nhiên, "sợ vợ" không nhất thiết mang ý nghĩa tiêu cực mà thường phản ánh sự tôn trọng, yêu thương hoặc các yếu tố tâm lý, văn hóa, xã hội khác. Dưới đây là những lý do phổ biến giải thích tại sao đàn ông lại "sợ vợ":

09 07/25

Petrodollar là gì? Vai trò của Petrodollar trong nền kinh tế toàn cầu

Petrodollar là thuật ngữ dùng để chỉ đồng đô la Mỹ (USD) được sử dụng trong các giao dịch mua bán dầu mỏ trên thị trường quốc tế. Đây là một khái niệm quan trọng trong kinh tế và chính trị toàn cầu, phản ánh vai trò trung tâm của đồng đô la Mỹ trong hệ thống tài chính quốc tế và ngành công nghiệp năng lượng.

07 07/25

Pháp Thế Thuật của Hàn Phi Tử là gì?

Pháp Thế Thuật là một trong những tư tưởng quan trọng của Hàn Phi Tử , một nhà tư tưởng nổi tiếng thời Chiến Quốc (475–221 TCN) ở Trung Quốc. Hàn Phi Tử được coi là người sáng lập của trường phái Pháp gia , tập trung vào việc xây dựng một hệ thống quản lý xã hội và chính trị dựa trên luật pháp nghiêm minh. Tư tưởng của ông kết hợp ba yếu tố chính: Pháp (法) , Thế (勢) , và Thuậ

05 07/25

Điểm tín nhiệm xã hội và xếp hạng công dân của Trung Quốc là gì?

Điểm tín nhiệm xã hội (Social Credit Score) và xếp hạng công dân (Citizen Ranking) của Trung Quốc là một hệ thống giám sát và đánh giá do chính phủ Trung Quốc triển khai nhằm mục đích quản lý hành vi của các cá nhân, doanh nghiệp và tổ chức trong xã hội. Hệ thống này được thiết kế để khuyến khích các hành vi "tốt" và trừng phạt các hành vi "xấu", dựa trên các tiêu chí mà chính phủ đặt ra

03 07/25

TGXCĐ Phục vụ xe điện tại sự kiện khởi công cầu đi bộ vượt Sài Gòn

TGXCĐ phục vụ 10 xe điện thuê cho sự kiện khởi công cầu Sài Gòn. Phương tiện đưa đón khách tham gia sự kiện, thúc đẩy giao thông xanh, bảo vệ môi trường.

01 07/25

Động đất là gì? Tại sao lại có động đất?

Động đất (tiếng Anh: Earthquake ) là hiện tượng rung động hoặc chấn động mạnh xảy ra trên bề mặt Trái Đất. Nó thường được gây ra bởi sự giải phóng đột ngột năng lượng tích tụ trong lòng đất, tạo ra các sóng địa chấn lan truyền qua đá và bề mặt Trái Đất. Kết quả là, con người cảm nhận được sự rung lắc, có thể gây ra thiệt hại về tài sản và thậm chí đe dọa tính mạng