Karbon fiber nedir? Nasıl yapılır?

Karbon elyaf, bir diğer adıyla karbon fiber ipliksi teknoloji alanında çığır açan yeni bir teknolojidir. Katran, naylon ve orlondan oluşan fiber malzeme çelikten 4,5 kat daha hafif olması nedeni ile 3 kat daha dayanıklıdır.

Bir malzemenin dayanıklığının yüksek olması malzemedeki atomlar arasındaki ve moleküller arasındaki bağların kuvvetine bağlı olmaktadır. Karbon fiberinde özellikleri atomlar arası ve moleküller arasındaki bağların çok güçlü bağ kuvvetinden dolayı farklı alanlarda kullanılmaktadır.

Günümüzde uçak sanayisinde, roket sistemlerinde, uzaya gönderilen uydularda, otomobillerde teknik parçalarda, yarış otomobillerinde araç iskeleti (roll cage) olarak kullanılmaktadır.
Günümüzde 40 bin ton karbon fiber üretimi yapan ülkeler arasında ABD, Japonya, Almanya, İngiltere, Fransa, Macaristan ve Çin merkezleridir.

Son yıllarda üretim maliyetlerinin düşmesinden dolayı daha fazla alanda kullanılmaya başlayan bu teknoloji hem sağlamlık, hem teknik hem de görünüm açısından gelecekte çoğu ürünlerde bu teknolojiyi görebiliriz.
Arçelik firmasının en son çıkarmış olduğu buzdolabı modelinde Türkiye’de bir ilke imza atarak karbon fiber teknolojisini kullanmaktadır.

Karbon Fiber özellikleri nelerdir?

  • Hafiflik
  • Kolay bir şekilde üretim
  • Korozyon direnci
  • Minimum sürtünme katsayısı
  • Yüksek mukavemet

Karbon fiberin kullanım alanları?

  • Havacılık
  • İnşaat
  • Denizcilik
  • Otomotiv
  • Rüzgar enerjisi
  • Spor
  • Telekomünikasyon
  • Uzay

Karbon nasıl yapılır?

  1. Oksidasyon  

İlk aşamada elyafların havada 300 ᵒC ısıtılması ile başlar. Bu işlemde elyafın hidrojenden ayrılarak oksijenin eklenmesi ile oluşur. Ardından karbonizasyon aşamasından elyaflar kesilip grafik teknelerine koyulur. Polimer kimya yapısından kararlı halka yapısına dönüşür.

Bu esnada elyafın rengi beyazdan kahverengiye ardından siyaha dönüşür.

 2.karbonizasyon (karbonlama)

Elyafların 3000 °C’a kadar ısıtılması ile, liflerin %100 karbonlaştırılması aşamasıdır.

  3.Yüzey iyileştirmesi

Karbon yüzeyinin temizliği ve elyafın kompozit malzemeye daha iyi yapışabilmesi için elektrolit banyoya daldırılması aşamasıdır.

  4. Kaplama   

Bu aşamada elyaf bir reçineye daldırılarak sonraki işlemler karşısında dayanıklığını artırmak için yapılan nötr bir sonlandırma aşamasıdır. Bu aşamada kaplama için epoksi kullanılır. Bu reçine ile elyaf arasında bir ara yüz görevi görür.