Koja je tvrdoća karbonskih vlakana u usporedbi s čelikom? Jesu li karbonska vlakna sklona lakom pucanju?
Široko priznanje ugljičnih vlakana od njihove početne primjene do danas uvelike je posljedica njegovih prednosti visokih performansi, posebice njegovih svojstava male težine. U mnogim industrijama karbonska vlakna su omiljena zbog svoje čvrstoće i izdržljivosti. Koliko su čvrsta karbonska vlakna i jesu li sklona lakom pucanju? Koliko su puta tvrđa karbonska vlakna u usporedbi s čelikom?
Karbonska vlakna su osam puta tvrđa od čelika u pogledu čvrstoće. To je vlaknasti materijal s visokim udjelom ugljika od preko 95%. Ima vlačnu čvrstoću do 3500 MPa i vlačni modul od 250 GPa, pokazujući vrhunsku čvrstoću u usporedbi s normalnim čelikom. Ova visoka čvrstoća ključni je razlog zašto ugljična vlakna mogu zamijeniti tradicionalni čelik u mnogim područjima.
Kada je riječ o lakoći lomljenja, niti karbonskih vlakana, posebno pojedinačna vlakna, mogu lako puknuti jer su puno tanji od ljudske kose. Međutim, čelične niti slične veličine također bi se lako slomile. Visoka aksijalna čvrstoća niti od karbonskih vlakana čini ih osjetljivima na lomove pod bočnim silama, što pridonosi percepciji da su karbonska vlakna sklona pucanju.
U proizvodima od ugljičnih vlakana, tisuće kontinuiranih ugljičnih vlakana kombiniraju se korištenjem smolastog matričnog materijala i polažu pod različitim kutovima kako bi se postigao visok modul savijanja. Ako su ovi proizvodi podvrgnuti opterećenjima koja prelaze njihova standardna ograničenja, to može dovesti do djelomičnog loma niti karbonskih vlakana umjesto potpunog kvara. Ovo je svojstvo razlog zašto se proizvodi od karbonskih vlakana koriste u aplikacijama za apsorpciju energije sudara.
