Chúng ta đã nghe nhiều về sợi carbon, biết được rằng sợi carbon thường được sử dụng trong các đồ vật có giá trị cao và có độ bền lớn. Tuy nhiên sợi carbon là gì? đặc điểm của nó ra sao và tại sao lại được nhiều nhà sản xuất yêu thích sử dụng đến vậy?
Sợi carbon là gì?
Sợi carbon là một loại sợi công nghiệp có chứa ~90% là carbon (C) kết hợp với một số chất khác. Sợi carbon có đặc tính là mảnh, nhẹ và khả năng chịu nhiệt cao, có độ cứng và khả năng chịu tải lớn (gấp thép tới 5 lần) nên sợi carbon được sử dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp đặc biệt là sản xuất xe ô tô, máy bay...
Sợi carbon
Lý do sợi carbon nhẹ và bền?
Do sợi carbon được cấu thành từ 90% các nguyên tử carbon, mà các nguyên tử carbon có khối lượng chỉ 12g/mol (nhẹ hơn 5 lần sắt) nên sợi carbon từ đó cũng thừa hưởng được đặc tính nhẹ của carbon.
Kim cương hoặc than chỉ cũng được cấu tạo từ nguyên tố carbon tuy nhiên cấu trúc sắp xếp khác nhau nên tính chất vật lý của các chất này cũng khác nhau.
Kim cương được cấu thành từ carbon có cấu trúc phân tử hình lục giác nên vô cùng chắc chắn, có độ cứng và độ bền cực cao chính vì thế dựa vào cấu trúc của kim cương và áp dụng các công nghệ kỹ thuật, các kỹ sư đã tạo ra chất liệu có cấu trúc riêng biệt có khả năng bền, chịu lực và chịu nhiệt tốt chính là sợi carbon.
Cấu trúc sợi carbon gần tương tự kim cương vậy
Ứng dụng của sợi carbon
Sợi carbon có cấu trúc cực mảnh, mỗi sợi carbon có độ lớn chỉ được tính bằng micromet (1/triệu của 1 m), kích thước còn nhỏ hơn cả các sợi tơ nhện trong tự nhiên chính vì thế khi dệt các sợi carbon lại với nhau ta sẽ được một sản phẩm vô cùng chắc chắn. Ứng dụng đầu tiên của sợi carbon là được sử dụng trong lĩnh vực quân sự với các sản phẩm như xe tăng, tên lửa.
Đã hơn 50 năm kể từ khi lần đầu tiên sợi carbon ra đời, tuy nhiên cho tới ngày nay sợi carbon không được sử dụng phổ biến bởi đơn giản quá trình sản xuất sợi carbon vô cùng phức tạp và tốn kém dẫn tới giá thành của nó quá cao, sợi carbon chỉ được sử dụng trong các sản phẩm cao cấp.
Mặc dù công nghệ hiện nay đã phát triển, người ta đã áp dụng nhiều phương pháp khác nhau với mục đích nhằm giảm giá thành của sợi carbon, đưa các sản phẩm làm từ sợi carbon gần hơn với người tiêu dùng tuy nhiên do trong quá trình sản xuất lượng nguyên liệu tiêu hao lớn, chi phí đầu tư cho máy móc, nhân công cao chính vì vậy giá thành của sợi carbon vẫn ở mức cao so với mặt bằng chung. Nếu bạn đang muốn sử dung các sản phẩm được làm từ sợi carbon với giá thành rẻ thì e rằng bạn cần phải chờ một khoảng thời gian dài nữa đấy.
Ứng dụng phổ biến nhất của sợi carbon đó là sản xuất các phụ tùng, phụ kiện trong sản xuất ô tô cao cấp, máy bay bởi lúc này các sản phẩm động cơ khó có thể cải tiến cao hơn nữa thì việc sử dụng sợi carbon nhằm nâng cao hiệu suất của động cơ, giảm nhiên liệu tiêu hao, tăng độ bền... là điều cần thiết. Sợi carbon cũng được sử dụng trong một số sản phẩm phổ biến khác như cần câu cá, máy vi tính, xe đạp cao cấp...
Sợi carbon được sử dụng làm khung xe, cần câu cao cấp
