לוח סיבי פחמן הוא חומר מבני העשוי מחומר מרוכב המורכב מסיבי פחמן ושרף. בשל התכונות הייחודיות של החומר המרוכב, המוצר המתקבל קל משקל אך חזק ועמיד.
על מנת להתאים ליישומים בתחומים ותעשיות שונים, כולל תעשיית התעופה והחלל, תעשיית הרכב וכו', יריעות סיבי פחמן יהיו גם הן בעלות סוגים רבים ושונים. במאמר זה, נבחן מקרוב היכן מיושמות יריעות סיבי פחמן וכמה חזקות הן בהשוואה לחומרים אחרים.
באילו אזורים ייעשה שימוש בפאנלים מסיבי פחמן?
יריעות ויריעות מסיבי פחמן ניתנות לשימוש במגוון רחב של תעשיות, כולל רכב, תעופה וחלל, כלי נגינה, מוצרי ספורט ומכשירים רפואיים.
בתעשיית הרכב, יריעות סיבי פחמן משמשות לחיזוק רכיבי רכב כגון דלתות, מכסי מנוע, פגושים, כנפיים ומסילות גג. יצרני רכב משתמשים לעתים קרובות בפלדה לייצור חלקים אלה. פלדה, למרות שהיא זולה יותר, כבדה בהרבה מסיבי פחמן. כדי להפוך כלי רכב כמו מכוניות מרוץ לקלים יותר, יריעות סיבי פחמן משמשות לעתים קרובות להחלפת חלקי פלדה רבים.
בתעשיית התעופה והחלל, יריעות סיבי פחמן משמשות לייצור רכיבי מטוסים כגון לוחות גוף, משטחי בקרה וקצות כנפיים. הרכיבים המתקבלים הם קלים משקל אך עמידים. סיבי פחמן מאומצים באופן נרחב על ידי תעשיית התעופה והחלל בשל יחס החוזק-משקל המעולה שלהם. מכיוון שלסיבי פחמן יש מראה כה יפה, הם אידיאליים גם לפנים המטוסים.
בדומה לחומרי מבנה לרכב, חומרים כמו אלומיניום ופלדה משמשים בדרך כלל לייצור מטוסים. עם זאת, חברות תעופה מסחריות משתמשות יותר ויותר בחומרים מרוכבים מסיבי פחמן כדי ליצור שלדות מטוסים קלות וחזקות יותר. הסיבה לכך היא שסיבי פחמן קלים בהרבה מפלדה, קלים בהרבה מאלומיניום, וחזקים בהרבה, וניתן לעצב אותם לכל צורה.
כמה חזקים פאנלים מסיבי פחמן?
כאשר משווים סיבי פחמן לחומרים אחרים כמו פלדה ואלומיניום, נלקחים בחשבון מספר תכונות. להלן מספר מדדי ביצועים המשמשים בדרך כלל להשוואה:
- מודול אלסטיות = קשיחות החומר. היחס בין מאמץ לעיבור בחומר. שיפוע עקומת המאמץ-עיבור של החומר באזור האלסטיות.
- חוזק מתיחה מקסימלי = המאמץ המקסימלי שחומר יכול לעמוד בו לפני שהוא נשבר.
- צפיפות = מסת החומר ליחידת נפח.
- קשיחות ספציפית = מודול אלסטיות חלקי צפיפות החומר, משמש להשוואת חומרים בעלי צפיפויות שונות.
- חוזק מתיחה סגולי = חוזק מתיחה חלקי צפיפות החומר.
ליריעות סיבי פחמן יש יחס חוזק-משקל גבוה מאוד, מה שאומר שהן חזקות בהרבה מחומרים אחרים באותו משקל. לדוגמה, לסיבי פחמן יש חוזק ספציפי שהוא כמעט פי 4 מזה של אלומיניום, מה שהופך את יריעות סיבי הפחמן לחומר אידיאלי למגוון יישומים, במיוחד כאשר משקל הוא גורם חשוב.
בעוד שסיבי פחמן ופלדה עמידים מאוד בפני עיוות, פלדה צפופה פי 5 מסיבי פחמן. יחס משקל-למשקל של סיבי פחמן כמעט כפול מזה של פלדה.
לסיכום, לוח סיבי פחמן הוא סוג של חומר מרוכב בעל חוזק גבוה, משקל קל ורבגוניות. בתעשיות רבות, יחס החוזק-משקל של סיבי פחמן מספק יתרונות ביצועים משמעותיים.
זמן פרסום: 13 במאי 2022 
