süsinikkiud

Süsinikkiud on süsinikust koostatud õhukesed kiud, millel on väga kõrge tugevus ja jäikus ning madal tihedus. Enimmüütavad eelained on PAN (polüakrylonitriil) ja pitch. Kiud töödeldakse oksüdatiivsel stabiliseerimisel, karboniseeritakse ning vajadusel grafiitiseeritakse, et saavutada soovitud mehaanilised ja termilised omadused.

Omadused on suuresti sõltuvad klassist, kuid üldiselt on tihedus umbes 1,75–1,95 g/cm3; tõmme (tensile strength) umbes 2–5 GPa ja modulatsioon (jäikus) 100–900 GPa. Süsinikkiud pakuvad suurepärast tugevus‑kaaluprotsenti, väikest soojuslaienemist ning head korrosioonikindlust. Nad on siiski suhteliselt habras ning nende kasutamine sõltub tihedast koostööst materjaliga (nt kõvendi või matriisiga).

Kasutus hõlmab peamiselt süsinikkiud‑polümeerkomposiite (CFRP). Sellest koostisest valmistatakse kergeid, kuid tugevaid osi lennunduses, autotööstuses ja transpordis, sporditarvetes (nt jalgrattad, tennisepallid), ning tuulikute tiivades. CFRP‑komposiidid on populaarsed seal, kus on vaja suur koormusene vastupidavus ja vähene mass.

Töötlus ja tootmine hõlmavad prepregsid, sulatust või kleepimist ning kõvastamist kuumas ja vaakumis (nt autoklaavis). Taaskasutus ja ringlusalde lahendused on väljakutsed, kuna materjalide eraldamine kiududest ja matriisist keeruline. Ohutusnõuete poolest võivad kiudude tolm ja kahjustunud kiud olla ahvatlevad ning töötajatele vajalik maskimine ja kaitsevahendid.