معلومات عن ألياف الكربون

بواسطة: - آخر تحديث: ١٤:٤٦ ، ٢٠ أبريل ٢٠٢٠
معلومات عن ألياف الكربون

ألياف الكربون

تُعرف ألياف الكربون باسم ألياف الجرافيت أيضًا، وهي عبارة عن ألياف أو أنابيب رفيعة جدًا يصل قطرها إلى حوالي 5 إلى 10 ميكرومتر، وتتكون بشكل رئيس من ذرات عنصر الكربون، وهي تُشبه الألياف الأخرى مثل الألياف الزجاجية والألياف الضوئية ولكنها سوداء اللون وقد حصلت على هذا اللون من الكربون المكوّن لها، كما إنها باهظة الثمن، ويتم إنتاج هذا النوع من الألياف عن طريق ربط ذرات الكربون معًا في بلورات متوازنة وموازية للمحور الطويل للألياف حتى تكون قوية بالنسبة إلى حجمها، ثم يتم تجميع عدد كبير جدًا من هذه الألياف معًا لتكوين القطر المعروف لها أو تكوين نسيج منه، وفي الغالب يتم دمجها مع مواد أخرى لتحسين نوعيتها وتكوين المركبات مثل الراتنج البلاستيكي لتشكيل أقوى البوليمرات والتي تتحمل أوزان عالية جدًا، أو دمجها مع الجرافيت لتشكيل مركبات الكربون والكربون المقوى التي تتحمل الحرارة العالية جدًا، وفي هذا المقال سيتم تقديم معلومات عن ألياف الكربون.[١]

خصائص ألياف الكربون

تتميز ألياف الكربون بالعديد من الخصائص المميزة والفعّالة والتي تجعلها من أفضل أنواع الألياف الموجودة حاليًا والمُستخدمة في العديد من المجالات الحيوية المختلفة، ومن أفضل أنواع هذه الألياف هو الأنبوب النانوي الكربوني والذي يتوافر بشكل كبير، ومن أبرز خصائص الألياف الكربونية ما يأتي[٢]:

  • لديها قوة شد عالية جدًا، فهي قوية جدًا بالنسبة إلى حجمها.
  • تتميز بمقاومها الكيميائية العالية.
  • تتحمل درجات الحرارة العالية مع التمدد الحراري المنخفض.
  • يتم تصنيع حوالي 90% منها من البولي أكريلونترايل و10% منها من حرير الرايون أو عملية البترول.
  • تتميز بالمرونة العالية، ولها أكثر معامل كفاءة مرونة للتطبيقات الصعبة.
  • تتميز بأن أقوى انواعها أقوى من الفولاذ بخمس مرات.
  • لها القدرة على الانثناء.
  • تتميز بالصلابة العالية والوزن الخفيف.

استخدامات ألياف الكربون

تُستخدم الألياف الكربونية في العديد من التطبيقات المختلفة في المجالات المختلفة مثل قطاع الهندسة المدنية والعسكرية والإنشاءات ومجال الفضاء وفي صناعة المركبات ذات المواصفات العالية والمميزة وفي قطاع الآلات الموسيقية أيضًا وغيرها الكثير من المجالات[٢]؛ إذ يتم تطوير التطبيقات المختلفة بشكل جديد في كل سنة، وأكثر الدول إنتاجًا لهذا النوع من الألياف هي الولايات المتحدة الأمريكية واليابان ودول قارة أوروبا الغربية، ويختلف التكوين الدقيق لهذه الألياف من شركة إلى أخرى ويُعد سرًا تجاريًا بشكل عام، ومن أبرز استخدامات ألياف الكربون ما يأتي[٣]:

  • إنتاج شفرات الطواحين المختلفة.[٢]
  • صناعة أوعية تخزين الغاز الطبيعي والوقود للنقل.[٢]
  • صناعة الطائرات بأنواعها العسكرية والتجارية والتي تكون بدون طيار.[٢]
  • صناعة منصات وأنابيب الحفر المستخدمة في استكشاف النفط وكذلك المياه العميقة.[٢]
  • صناعة المركبات الفضائية.[٣]
  • صناعة أجسام سيارات السباق وصناعة زنبركات السيارات.[٣]
  • صناعة أعمدة الغولف وصناعة قضبان الصيد.[٣]

المراجع[+]

  1. "Carbon fibers", www.wikiwand.com, Retrieved 20/04/2020. Edited.
  2. ^ أ ب ت ث ج ح "How Is Carbon Fiber Made?", www.thoughtco.com, Retrieved 20/04/2020. Edited.
  3. ^ أ ب ت ث "Carbon Fiber", www.encyclopedia.com, Retrieved 20/04/2020. Edited.