Kolfibrerna

Kolfibrerna är tunna, starka och lätta trådar av kol som används som förstärkning i kompositmaterial. De har hög draghållfasthet och styvhet i förhållande till vikt, samt god kemisk och termisk stabilitet. Denna kombination gör att material som innehåller kolfibrer ofta är lättare och starkare än många traditionella material i bygg-, fordons- och sportapplikationer.

Tillverkningen sker främst från precursors som polyakrylnitril (PAN) eller kolbaserade kilnsustningar (pitch). Fibrerna behandlas först för stabilisering i luft vid cirka 200–300°C, följt av koldning vid ungefär 1000–1500°C i inert miljö. Vid behov kan grafitisering ske vid 2000–3000°C för ännu högre styvhet. Färdiga kolfibrer får ofta ett ytbehandlingslager (sizning) för bättre vidhäftning till matrisen i kompositen.

Egenskaperna varierar mellan olika typer och tillverkare, men kolfibrer erbjuder mycket hög draghållfasthet och styvhet, lågt densitet och god kemisk och termisk stabilitet. De är starkt anisotropa och presterar bäst när belastningen riktas längs fiberriktningen. Deras motstånd mot korrosion är vanligtvis bra och de behåller mekaniska egenskaper vid höga temperaturer bättre än många metaller.

Användning: främst som förstärkning i polymerbaserade kompositer; dominerande inom flyg- och rymdteknik, fordons- och cykelindustri, vindkraft, samt sport- och fritidsutrustning.

Miljö och säkerhet: damm och fibre misstas kunna irritera luftvägar och hud. Produktionen är energikrävande och återvinning är utmanande; forskning pågår kring mekanisk, kemisk och termisk återvinning för kolfibrer i specialanläggningar.