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 (76 votes)

03 04/25

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.

01 04/25

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

30 03/25

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

28 03/25

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.

26 03/25

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

24 03/25

Những việc cần làm khi gặp động đất

Khi gặp động đất , việc hành động nhanh chóng và đúng cách có thể giúp bạn bảo vệ bản thân và người xung quanh khỏi những nguy hiểm. Dưới đây là những việc cần làm trong các tình huống khác nhau khi xảy ra động đất:

22 03/25

Lễ hội ném cà chua: Nét độc đáo trong văn hóa Tây Ban Nha

Lễ hội ném cà chua là ngày lễ có một không hai ở Tây Ban Nha. Được tổ chức với mục đích tưởng nhớ đến thần bảo hộ Louis Bertrand, Đức mẹ đồng trinh, cầu nguyện cho mùa màng bội thu.

20 03/25

Năm nhuận là gì? Tại sao lại có năm nhuận

Năm nhuận là năm có thêm một ngày (hoặc tháng) so với năm thường, nhằm điều chỉnh lịch để phù hợp với chu kỳ quay thực tế của Trái Đất quanh Mặt Trời. Trong lịch Gregorian (lịch dương mà chúng ta đang sử dụng hiện nay), năm nhuận sẽ có 366 ngày thay vì 365 ngày như năm thường, và ngày thêm vào là ngày 29 tháng 2

18 03/25

Các tuổi gặp tam tai năm 2025

Để xác định năm 2025 là năm tam tai của tuổi nào , chúng ta cần dựa vào quy luật tam tai trong phong thủy. Theo đó, mỗi nhóm con giáp sẽ gặp hạn tam tai trong 3 năm liên tiếp thuộc các nhóm sau:

16 03/25

Xác định năm tam tai và cách để hóa giải hạn tam tai

Tam tai là một khái niệm trong phong thủy và tín ngưỡng dân gian của người Á Đông, đặc biệt là ở Việt Nam. Theo quan niệm này, mỗi người trong đời sẽ gặp phải chu kỳ 3 năm liên tiếp không may mắn , gọi là "tam tai". Trong thời gian này, người gặp hạn tam tai có thể gặp khó khăn trong công việc, sức khỏe, tài chính hoặc các mối quan hệ. Để giảm bớt tác động của hạn tam tai, người ta th�

14 03/25

Tam hợp là gì? Sự khác biệt giữa tam hợp và tứ hành xung

Tam hợp là một khái niệm trong phong thủy và tử vi của người Á Đông, đặc biệt phổ biến ở các nước như Trung Quốc, Việt Nam, Hàn Quốc và Nhật Bản. Thuật ngữ này dùng để chỉ sự kết hợp hài hòa giữa ba con giáp trong nhóm 12 con giáp (Tý, Sửu, Dần, Mão, Thìn, Tỵ, Ngọ, Mùi, Thân, Dậu, Tuất, Hợi). Những con giáp thuộc cùng một nhóm tam hợp được cho là có mối quan hệ tương sinh, hỗ tr�

12 03/25

Tứ hành xung là gì? Các nhóm tứ hành xung

Tứ hành xung là một khái niệm trong phong thủy và tử vi của người Á Đông, đặc biệt là ở các nước chịu ảnh hưởng của văn hóa Trung Hoa như Việt Nam. Thuật ngữ này dùng để chỉ sự xung khắc giữa các con giáp trong nhóm 4 con giáp nhất định. Theo quan niệm dân gian, những con giáp thuộc cùng một nhóm "tứ hành xung" thường không hợp nhau, có thể gây ra mâu thuẫn, bất hòa hoặc khó khăn nếu k�

10 03/25

Baby Three là gì? Nguồn gốc cơn sốt sưu tập Baby Three?

"Baby Three" là một hiện tượng văn hóa và trào lưu sưu tập đang gây sốt trong cộng đồng giới trẻ, đặc biệt tại Trung Quốc và các nước châu Á. Đây là một dòng sản phẩm mô hình đồ chơi (figure) với thiết kế dễ thương, độc đáo và thường mang phong cách hoạt hình hoặc nhân vật hư cấu. Dưới đây là thông tin chi tiết về Baby Three và nguồn gốc cơn sốt sưu tập Baby Three :

08 03/25

Một người có thể mang bao nhiêu quốc tịch

Số lượng quốc tịch mà một người có thể mang phụ thuộc vào luật pháp của các quốc gia liên quan . Không phải tất cả các quốc gia đều cho phép công dân của mình sở hữu nhiều hơn một quốc tịch, và quy định này có thể khác nhau tùy theo từng nước. Dưới đây là những thông tin chi tiết về vấn đề này:

06 03/25

Một người có thể mang hai quốc tịch được không?

Việc một người có thể mang hai quốc tịch (còn gọi là song tịch ) hay không phụ thuộc vào luật pháp của từng quốc gia . Không phải tất cả các quốc gia đều cho phép công dân của mình sở hữu hai hoặc nhiều quốc tịch. Dưới đây là những thông tin chi tiết về vấn đề này

04 03/25

Thuật ngữ thuê khô và thuê ướt trong hàng không có nghĩa là gì?

Trong ngành hàng không, các thuật ngữ "thuê khô" (dry lease) và "thuê ướt" (wet lease) được sử dụng để mô tả hai hình thức cho thuê máy bay khác nhau. Mỗi hình thức có những đặc điểm riêng về trách nhiệm của bên cho thuê và bên thuê. Dưới đây là giải thích chi tiết về hai thuật ngữ này: