Karakteristik serat karbon yang paling berharga adalah kekuatan, kekakuan, dan ringannya. Serat karbon terbuat dari filamen karbon kristalin yang sangat halus dalam "deretan", yang berisi ribuan filamen individu. Untaian seperti benang ini dijalin menjadi kain dengan berbagai tenunan. Ketika lapisan kain serat karbon diikat menjadi satu, menjadi pelat atau lembaran serat karbon, laminasi serat karbon menjadi sangat kuat. Jadi seberapa kuatkah itu?
Kekuatan Serat Karbon
Serat karbon dua kali lebih kaku dan lima kali lebih kuat dari baja. Meskipun lebih kuat dan kaku dibandingkan baja tahan karat, serat karbon lebih ringan, menjadikannya bahan manufaktur yang ideal.
Mengklasifikasikan Kekakuan dan Kekuatan Serat Karbon
Modulus tarik didefinisikan sebagai "rasio tegangan (gaya per satuan luas) sepanjang sumbu terhadap regangan (rasio deformasi terhadap panjang awal) sepanjang sumbu tersebut." Dikenal juga dengan istilah kekakuan, modulus tarik dapat memprediksi pemanjangan atau kompresi suatu material selama tegangannya lebih rendah dari kekuatan tarik material tersebut.
Serat karbon diklasifikasikan berdasarkan modulus tarik seratnya. Satuan ukuran dalam bahasa Inggris adalah pon gaya per inci persegi luas penampang, disingkat psi (atau ksi untuk seribu psi dan MSI untuk juta psi) . Ada lima klasifikasi serat karbon: modulus rendah, modulus standar, modulus menengah, modulus tinggi, dan modulus ultratinggi.
| Kelas Serat Karbon | Modulus Rendah | Modulus Standar | Modulus Menengah | Modulus Tinggi | Modulus Sangat Tinggi |
| Modulus Tarik IPK | <227 | 227 | 289 | 393 | 758 |
| Modulus Tarik MSI | <33 | 33 | 42 | 57 | 110 |
Kekakuan dan kekuatan lembaran atau pelat epoksi serat karbon laminasi ditentukan oleh:
Sifat bahan serat karbon
Jadwal peletakan serat (orientasi serat, jenis tenunan dan ketebalan lapisan laminasi)
Rasio serat/resin
Perkiraan yang baik untuk modulus tarik untuk jadwal layup 0/90 derajat yang seimbang dan simetris adalah 10 MSi (70 IPK). Perkiraan kekuatan tarik yang baik untuk layup yang sama adalah 87 KSI (600 MPA).
Sebagai perbandingan, baja memiliki modulus tarik sekitar 29 MSI (200 GPa) dan kuat tarik 61 KSI (420 MPA). Modulus tarik aluminium sekitar 10 MSI (69 GPa) dan kuat tarik 40 KSI (276 MPA)
Seperti terlihat pada tabel di bawah, laminasi serat karbon memiliki Kekuatan Tarik Spesifik tertinggi dan Kekakuan Spesifik tertinggi
| Bahan | Modulus Tarik IPK | Kekuatan Tarik MPa | Massa jenis g/cm3 | Kekuatan Tarik Spesifik Pa m3/kg |
Modulus Tarik Spesifik MPa m3/kg |
| Aluminium | 69 | 276 | 2.7 | 102 | 25.5 |
| Baja | 200 | 420 | 7.9 | 53 | 25.3 |
| Laminasi Serat Karbon | 70 | 600 | 1.5 | 400 | 46.7 |
Serat karbon modulus ultra tinggi kira-kira 3 kali lebih kaku dibandingkan modulus standar tetapi tidak sekuat itu. Selain itu, serat karbon memiliki sifat ketahanan lelah yang lebih unggul jika dibandingkan dengan baja dan aluminium. Selain itu, jika dikombinasikan dengan resin yang sesuai, serat karbon termasuk bahan yang paling tahan korosi di pasaran.
