carbonvezel

Carbonvezel, ook bekend als koolstofvezel, is een versterkingsmateriaal opgebouwd uit lange koolstofdraden die in een matrixmateriaal zijn ingebed. De vezels leveren een combinatie van hoge treksterkte en stijfheid bij een lage dichtheid, waardoor koolstofvezelcomposieten extreem licht en sterk zijn. De meeste koolstofvezels worden vervaardigd uit polyacrylonitril (PAN) of pitch en kunnen unidirectioneel georiënteerd zijn, geweven als weefsels of gevlochten vormen. De keuze van vezelrichting en weefsel bepaalt de anisotrope mechanische eigenschappen van het eindproduct.

Eigenschappen: koolstofvezelcomposieten hebben een hoge treksterkte en modulus per gewicht, uitstekende vermoeiingsweerstand en een lage thermische uitzetting. Ze bieden ook goede corrosie- en chemische bestendigheid. Nadelen zijn hoge kosten en een variërende impactweerstand afhankelijk van de hars en lay-up. De vezels zijn elektrische geleiders; in sommige toepassingen kan dit een voordeel zijn. De prestaties hangen sterk af van de combinatie van vezeltype, weefsel en hars.

Productie en verwerking: koolstofvezels ondergaan stabilisatie (oxidatie) bij circa 200–300°C, gevolgd door karbonisatie bij hogere temperaturen in een inert gas, en soms graphitisatie voor een hogere graad van orde. Ze worden daarna geïmpregneerd met een hars (meestal epoxy) en verwerkt via lay-up, filament winding, resin transfer molding of autoclave-curing.

Toepassingen: vliegtuigen en ruimtevaart, auto-industrie, sportuitrusting, windturbinebladen, fietsframes en andere structurele componenten in de bouw.

Milieu en toekomst: end-of-life recycling is uitdagend; mogelijkheden omvatten mechanische en chemische recycling en hergebruik van pre-pregmaterialen, maar de recyclinginfrastructuur blijft beperkt. Onderzoek richt zich op duurzamere harsen en recyclingtechnieken.