تصنيف ألياف الكربون: بناءً على قوة الشد ومعامل المرونة
يشير معامل المرونة إلى مرونة المادة أثناء الشد، وتمثل قيمته نسبة القوة اللازمة لشد وحدة طول من المادة إلى مساحة مقطعها العرضي (معبراً عنها بقيم M). كلما زاد معامل الشد، زادت مقاومة المادة للشد، مما يعني أنه تحت تأثير قوة خارجية، يقل احتمال تغير شكل المادة، ويمكنها تحمل قوى شد أكبر، وبالتالي تتمتع بخصائص شد أفضل.
تشير قوة الشد إلى أقصى إجهاد شد يمكن أن تتحمله العينة في اختبار الشد، ويُعبر عنها عادةً بوحدة ميجا باسكال (قيمة T)، حتى تنكسر العينة. ويركز التطور المحلي لتكنولوجيا ألياف الكربون بشكل أساسي على تطوير وتطبيق عمليات هندسية لإنتاج ألياف كربون ذات قوة أعلى (مثل ألياف T1100) ومعامل مرونة أعلى (مثل ألياف M55).
تصنيف ألياف الكربون: تتميز الألياف ذات الحزم الكبيرة بتكاليف أقل، بينما توفر الألياف ذات الحزم الصغيرة أداءً أفضل.
يمكن تصنيف ألياف الكربون إلى نوعين: ألياف ذات حزم صغيرة وألياف ذات حزم كبيرة، وذلك بناءً على عدد الألياف. تتميز ألياف الكربون ذات الحزم الصغيرة بخصائص ميكانيكية عالية ومؤشرات أخرى ممتازة، إلا أن عملية إنتاجها معقدة ومكلفة. وتُستخدم بشكل رئيسي في المجالات التقنية المتقدمة، مثل صناعات الطيران والفضاء والصناعات العسكرية، بالإضافة إلى المنتجات عالية القيمة في مجال السلع الرياضية، كصناعة الطائرات والصواريخ والأقمار الصناعية وقصبات الصيد ومضارب الجولف والتنس. أما ألياف الكربون ذات الحزم الكبيرة، فتتميز بأداء أقل نسبيًا، ولكن بتكلفة إنتاج أقل. ولذلك، تُستخدم عادةً في المجالات الصناعية الأساسية، بما في ذلك شفرات توربينات الرياح، وتقوية المباني، ومكونات السيارات، وخزانات تخزين الهيدروجين. وبالمقارنة مع ألياف الحزم الصغيرة، فإن الميزة الرئيسية لألياف الكربون ذات الحزم الكبيرة هي قدرتها على زيادة إنتاجية الخيوط المفردة بشكل ملحوظ في ظل نفس ظروف الإنتاج، مما يقلل من تكاليف الإنتاج. كما أن كفاءة وضعها في تحضير المواد المركبة أعلى، حيث تنخفض تكاليف الإنتاج بأكثر من 30%. يساعد هذا في التغلب على قيود سعر ألياف الكربون ويوسع نطاق استخدامها، مما يمهد الطريق لاستخدام أوسع لـ مركب ألياف الكربونبمجرد انخفاض تكاليف المواد الخام لألياف الكربون ذات الحزم الكبيرة، تنخفض تكاليف الإنتاج اللاحقة لمعالجة المنتجات النهائية، مما يحسن الربحية. ولذلك، تكمن الميزة التنافسية لسلسلة التوريد في صناعة ألياف الكربون ذات الحزم الكبيرة، سواءً في مراحل الإنتاج الأولية أو النهائية، في هذا الانخفاض في التكاليف.