koolstofvezel

Koolstofvezel is een lange, dunne vezel gemaakt van koolstofatomen met een kristallijne structuur. De vezels hebben een extreem hoog treksterkte-gewicht en een hoge stijfheid, en een goede chemische en temperatuursbestendigheid. De meeste koolstofvezels worden geproduceerd uit een precursor zoals polyacrylonitril (PAN) of uit koolstofhoudende pitch. Door middel van stabilisatie en vervolgens carbonisatie (en vaak grafitisering) krijgen de vezels hun karakteristieke, sterke koolstofstructuur en een anisotrope, richtinggebonden prestatie.

Eigenschappen en prestaties variëren sterk met de oriëntatie en de grafische orde van de vezel. Koolstofvezels presteren bijzonder goed langs de lengterichting, waardoor ze zeer geschikt zijn voor hoge trekbelastingen bij lage gewicht. Ze beschikken over een lage densiteit, uitstekende corrosie- en chemische weerstand, en kunnen temperaturen relatief goed weerstaan. Nadere behandelingen en afwerking kunnen de interactie met de matrix verbeteren.

Koolstofvezels worden veel gebruikt in koolstofvezelversterkte polymeren (CFRP), waarin de vezels in een matrix van epoxy, thermoplast of ander polymeren zijn ingebed. Productie- en verwerkingstechnieken omvatten prepregs, filament winding, lay-up en autoclave-curing. CFRP biedt hoge sterkte- en stijfheidswaarden bij laag gewicht, en wordt toegepast in de luchtvaart, ruimtevaart, automotive, sportuitrusting en windturbinebladen.

Nadelen zijn onder meer de hogere kosten ten opzichte van glasvezel, kwetsbaarheid bij impact en delaminatie, en uitdagingen rondom recycling en milieu-impact. Desondanks blijft koolstofvezel een toonaangevende keuze waar gewichtbesparing cruciaal is en prestatie-eisen hoog liggen.