Karbonfiber, svart kunstfiber som består av nesten rent karbon. Karbonfibrene utmerker seg ved sin svært høye strekkstyrke og stivhet, varme- og kjemikaliebestandighet, samtidig som densiteten er lav (1,7–2,0 g/cm3) i forhold til mange konkurrerende materialer (glassfiber, metaller).

Karbonfibrer finner økende anvendelse som armeringsmateriale i herdeplast, særlig i epoksy-, fenol- og umettet polyesterplast, som hel eller delvis erstatning for f.eks. glassfibrer. Slike kompositter brukes særlig til tekniske formål (fly-, skip-, bil- og maskindeler, proteser, ablative materialer) og til sportsutstyr (ski, staver, fiskestenger, golfkøller, tennisracketer m.m.). Korte fibrer kan brukes som «armerende» fyllstoff i enkelte termoplaster, f.eks. slike som er beregnet på høytemperaturanvendelser, men fibrene er noe sprø for vanlig termoplastbearbeiding. Også til armering av keramiske og metalliske materialer er karbonfibrer aktuelle.

Karbonfibrer fremstilles ved forkulling av organiske fibrer, vesentlig akrylfibrer, men også viskosefibrer (rayon) blir brukt. Fremstillingen foregår i tre trinn, oftest mens fibrene holdes i strekk:

1) Fibrene utsettes først for ca. 220 °C, hvorved polymermolekylene får sykliske strukturer i kjeden (stigepolymer), de oksideres så i luft ved opptil 300 °C. Fibrene vil da ikke lenger kunne smelte.

2) Fibrene forkulles (karboniseres) i nitrogen ved ca. 1300 °C.

3) Til slutt gis en varmebehandling ved 1500–3000 °C i inert atmosfære, hvorved karbonet får den ønskede grad av grafittstruktur (grafittisering). Temperaturer på 1500 °C gir maksimal styrke (opptil 7 kN/mm2), mens de høyere temperaturer gir maksimal stivhet (E-modul opptil 500 kN/mm2). Fibrene blir også overflatebehandlet (f.eks. oksidert) for å bedre adhesjonen til plasten.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.