Faserstärke

Faserstärke, wörtlich fiber strength, bezeichnet in der Materialwissenschaft die maximale Belastung, die ein einzelner Faserstrang oder ein Faserbündel im Zugverband standhalten kann, bevor er bricht. Sie ist eine grundlegende, intrinsische Eigenschaft des Fasermaterials, kann jedoch durch Umgebungsbedingungen wie Feuchtigkeit, Temperatur, Belastungsrate und Defekte beeinflusst werden und variiert daher je nach Faserart und Form.

Messung und Einheiten: Die Faserstärke wird durch Zugversuche gemessen und als Spannung am Bruch angegeben, also Kraft pro Querschnittsfläche (MPa). Bei einzelnen Fasern oder Bündeln kann der Querschnitt q je nach Form unterschiedlich bestimmt werden, wodurch sich leichte Schwankungen ergeben. Zusätzlich können spezifsche Größen wie N/tex oder N/denier verwendet werden, um die Stärke relativ zur Fasermasse auszudrücken.

Einflussfaktoren: Materialtyp, Mikrostruktur und Defekte dominieren die Faserstärke. Polymere Fasern neigen dazu, stärker durch Feuchtigkeit beeinflusst zu werden, während anorganische Fasern wie Glas- oder Kohlenstofffaser oft höhere Bruchfestigkeiten aufweisen. Die Faserorientierung, Mischungen mit anderen Fasern, Verarbeitung, Temperatur und Ladegeschwindigkeit wirken ebenfalls stark auf das Messergebnis.

Anwendungen: In Textil- und Gewebetechnologie bestimmt die Faserstärke die Leistungsfähigkeit von Textilstrukturen, während sie in Verbundwerkstoffen eine zentrale Rolle spielt, da sie die Festigkeit des gesamten Bauteils maßgeblich beeinflusst. Sie ist oft mit der spezifischen Festigkeit und der Bruchmechanik gekoppelt und dient Designern zur Materialauswahl und Bestimmung von Sicherheits- und Leistungsparametern.

Siehe auch: Faserfestigkeit, Festigkeit von Verbundwerkstoffen, Werkstoffmechanik.