Serat karbon, juga dikenal sebagai serat grafit atau grafit karbon, terbuat dari filamen unsur karbon yang sangat halus. Serat karbon mempunyai kekuatan tarik yang tinggi dan sangat kuat untuk ukurannya. Ini juga merupakan bahan yang sangat ringan.
Diameter setiap serat adalah {{0}} mikron. Sebagai gambaran betapa kecilnya, satu mikron sama dengan 0,0001 mm. Filamen jaring laba-laba berdiameter antara 3 dan 8 mikron.
Fitur dan aplikasi
Serat karbon dua kali lebih keras dan lima kali lebih kuat dari baja. Fitur lainnya adalah tingkat ketahanan kimia yang tinggi, ketahanan suhu tinggi dan ekspansi termal yang rendah.
Serat karbon merupakan bahan teknik penting dalam pembuatan pesawat terbang, kendaraan berperforma tinggi, peralatan olahraga, dan alat musik.
Bagaimana serat karbon dibuat
Serat karbon terbuat dari polimer organik. Polimer ini terdiri dari rangkaian molekul panjang yang dihubungkan oleh atom karbon. Sekitar 90% serat karbon dibuat menggunakan proses poliakrilonitril (PAN). 10% sisanya dibuat menggunakan proses rayon atau bitumen minyak bumi.
Gas, cairan, dan bahan lain yang digunakan dalam proses pembuatan menghasilkan efek, kualitas, dan kadar serat karbon tertentu. Serat karbon kualitas tertinggi dengan sifat modulus optimal digunakan dalam aplikasi yang menuntut seperti industri dirgantara.
Produsen serat karbon bervariasi dalam campuran bahan baku yang mereka gunakan. Mereka sering memperlakukan resep khusus mereka sebagai rahasia dagang.
proses manufaktur
Selama proses pembuatan, bahan mentah yang disebut prekursor ditarik ke dalam kumpulan serat panjang. Serat-serat tersebut kemudian ditenun menjadi kain. Mereka juga dapat dikombinasikan dengan bahan lain, dililitkan dengan filamen atau dibentuk menjadi bentuk dan ukuran yang diinginkan.
Proses pembuatannya adalah sebagai berikut:
Memutar. PAN dicampur dengan bahan lain dan dipintal menjadi ijuk, kemudian dicuci dan diregangkan.
Stabilkan. Perubahan kimia untuk menstabilkan ikatan.
Karbonisasi. Serat penstabil dipanaskan hingga suhu yang sangat tinggi, membentuk kristal karbon yang terikat erat.
Rawat permukaannya. Permukaan serat dioksidasi untuk meningkatkan sifat ikatan.
perekat. Serat-seratnya dilapisi dan dililitkan pada gulungan. Serat-serat tersebut kemudian dimasukkan ke mesin pemintal, yang memelintir serat menjadi benang dengan ukuran berbeda.
Serat dapat dibentuk menjadi bahan komposit dibandingkan ditenun menjadi kain. Untuk membentuk komposit, panas, tekanan atau vakum dapat digunakan untuk mengikat serat ke polimer plastik.
Hal-hal yang perlu dipertimbangkan
Pembuatan serat karbon menghadapi banyak tantangan, termasuk:
Dibutuhkan restorasi dan restorasi yang lebih hemat biaya.
Proses perawatan permukaan harus diatur secara hati-hati untuk menghindari terbentuknya lubang-lubang yang dapat menyebabkan cacat serat.
Kontrol yang ketat diperlukan untuk memastikan kualitas yang konsisten.
Karena konduktivitas serat karbon yang kuat, busur api dan korsleting dapat terjadi pada peralatan listrik.
Masalah kesehatan dan keselamatan seperti iritasi kulit dan masalah pernafasan.
