Unser Unternehmen ist eine strategische Allianz mit einem führenden Luft- und Raumfahrtunternehmen eingegangen, um diesem fortschrittliche Werkstoffe für die Flugzeugfertigung zu liefern. Unser hochwertiger Kohlefaservlies wurde zu einer entscheidenden Komponente bei der Verstärkung der Flugzeugflotte der nächsten Generation und verbesserte so Leistung und Sicherheit.

Physikalisch-chemische Eigenschaften

Die Bezeichnung "K" bezieht sich auf die Anzahl der einzelnen Filamente in einem einzelnen Kohlenstofffaserbündel. Kohlenstofffasern werden üblicherweise anhand des Verhältnisses der Filamentanzahl zu 1.000 benannt; so bezeichnet "1K" ein Bündel mit 1.000 Filamenten. In der Kohlenstofffaserindustrie werden Bündel mit einer Filamentanzahl von ≥48K typischerweise als "large-tow"-Kohlenstofffasern klassifiziert, während Bündel mit Filamentanzahlen von 1K, 3K, 6K, 12K und 24K als "small-tow"-Kohlenstofffasern klassifiziert werden.

Grundlegende physikalische und mechanische Eigenschaften

Die Dichte von Kohlenstofffasern beträgt weniger als ein Viertel derjenigen von Stahl, dennoch ist ihre Festigkeit 7- bis 9-mal höher, und sie weisen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf. Aktuell erreichen großfaserige Kohlenstofffasern eine Zugfestigkeit von 3,5–5,0 GPa und einen Zugmodul von 230–290 GPa.

Leistungsvergleich: Große vs. kleine Schleppzüge

Im Vergleich zu Kohlenstofffasern mit großem Faserbündel weisen Kohlenstofffasern mit kleinem Faserbündel im Allgemeinen überlegene mechanische Eigenschaften auf, sind jedoch relativ teurer. Kohlenstofffasern mit großem Faserbündel bieten ein hohes Kosten-Nutzen-Verhältnis, da bestimmte Leistungskennzahlen mittlerweile die von Fasern mit kleinem Faserbündel erreichen oder sogar übertreffen. 

Die Stabilität von Kohlenstofffasern mit großem Faserbündel ist jedoch im Allgemeinen geringer als die von Fasern mit kleinem Faserbündel; insbesondere ist die Grenzflächenscherfestigkeit zwischen der Faser mit großem Faserbündel und der Harzmatrix geringer als die von Fasern mit kleinem Faserbündel. 

Umgekehrt weisen Kohlenstofffasern mit kleinem Faserbündel eine höhere Stabilität ihrer geometrischen Parameter und eine höhere Festigkeit einzelner Filamente auf. Darüber hinaus weisen Kohlenstofffasern mit großem Faserbündel typischerweise einen höheren Schlichteanteil auf, während Kohlenstofffasern mit kleinem Faserbündel einen geringeren Schlichteanteil aufweisen.

Gemäß den einschlägigen Normen für Kohlenstofffasern, die in Windkraftanlagenflügeln verwendet werden, ist für die physikalischen Eigenschaften des Garns eine Dichte von ≤ 1,8 g/cm³ vorgeschrieben. Die Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften umfassen eine Zugfestigkeit von ≥ 4000 MPa, einen Zugmodul von ≥ 230 GPa und eine Bruchdehnung von ≥ 1,4 %.

Testmethoden

Die Prüfung von Kohlenstofffasergarnen umfasst eine systematische Bewertung seiner physikalischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften, um sicherzustellen, dass das Material die industriellen Anwendungsanforderungen von Sektoren wie Luft- und Raumfahrt, Windkraftanlagen, Automobilherstellung und Sportgeräte erfüllt.

Wichtige Testparameter

Zu den wichtigsten Prüfparametern gehören Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul, Faserdurchmesser, Dichte, Kohlenstoffgehalt, Verdrillung, Bruchdehnung, thermische Stabilität, Oberflächenmorphologie und chemische Zusammensetzung.