Classification des fibres de carbone : basée sur la résistance à la traction et le module d’élasticité

Le module d'élasticité désigne l'élasticité d'un matériau lors de son étirement. Sa valeur représente le rapport entre la force nécessaire pour étirer une unité de longueur de matériau et sa section transversale (exprimée en valeurs M). Plus le module de traction est élevé, plus la résistance à l'étirement du matériau est importante. Autrement dit, sous l'effet d'une force extérieure, le matériau est moins susceptible de se déformer et peut supporter des forces de traction plus élevées, présentant ainsi de meilleures propriétés de traction.

La résistance à la traction désigne la contrainte maximale qu'un échantillon peut supporter lors d'un essai de traction, généralement exprimée en MPa (valeur T), avant rupture. Les progrès réalisés en Chine dans le domaine des fibres de carbone portent principalement sur la mise au point et l'application de procédés de production de fibres de carbone à haute résistance (par exemple, de qualité T1100) et à module d'élasticité élevé (par exemple, de qualité M55).

Classification des fibres de carbone : les fibres de gros calibre sont moins coûteuses, les fibres de petit calibre offrent de meilleures performances.

Les fibres de carbone peuvent être classées en deux catégories selon leur nombre : les fibres à petits torons et les fibres à gros torons. Les fibres à petits torons présentent des propriétés mécaniques et autres indicateurs de haute qualité, mais leur procédé de fabrication est complexe et coûteux. Elles sont principalement utilisées dans des secteurs de pointe tels que l’aérospatiale et la défense, ainsi que dans des articles de sport haut de gamme comme les avions, les missiles, les fusées, les satellites, les cannes à pêche, les clubs de golf et les raquettes de tennis. À l’inverse, les fibres à gros torons offrent des performances relativement moindres, mais leur coût de production est également plus faible. Elles sont donc généralement utilisées dans des secteurs industriels plus classiques, notamment pour la fabrication de pales d’éoliennes, le renforcement des bâtiments, les composants automobiles et les réservoirs de stockage d’hydrogène. Le principal avantage des fibres à gros torons réside dans leur capacité à augmenter significativement la production de filaments individuels à conditions de production identiques, ce qui permet de réduire les coûts. Leur efficacité de stratification lors de la préparation de matériaux composites est également supérieure, avec une réduction des coûts de production de plus de 30 %. Cela permet de surmonter les limitations de prix de la fibre de carbone et d'élargir son champ d'application, jetant ainsi les bases d'une utilisation plus large de Composite en fibre de carboneUne fois les coûts des matières premières des fibres de carbone à gros brins réduits, les coûts de production en aval pour la transformation des produits finis diminuent également, améliorant ainsi la rentabilité. Par conséquent, l'avantage concurrentiel de la chaîne d'approvisionnement en amont et en aval de l'industrie des fibres de carbone à gros brins réside dans cette réduction des coûts.