Classificazione della fibra di carbonio: in base alla resistenza alla trazione e al modulo elastico

Il modulo elastico si riferisce all'elasticità del materiale durante lo stiramento, e il suo valore rappresenta il rapporto tra la forza necessaria per allungare un'unità di lunghezza di materiale e la sua area trasversale (espressa in valori M). Maggiore è il modulo di trazione, maggiore è la resistenza del materiale allo stiramento, il che significa che sotto l'azione di una forza esterna, la forma del materiale è meno soggetta a modifiche e può sopportare forze di trazione maggiori, mostrando quindi migliori proprietà di trazione.

La resistenza alla trazione si riferisce alla massima sollecitazione a trazione che un campione può sopportare in una prova di trazione, tipicamente espressa in MPa (valore T), fino alla rottura del campione. Il progresso nazionale nella tecnologia della fibra di carbonio si concentra principalmente sullo sviluppo e l'applicazione ingegneristica di processi per la produzione di fibre di carbonio ad alta resistenza (ad esempio, grado T1100) e a modulo elastico più elevato (ad esempio, grado M55).

Classificazione della fibra di carbonio: le fibre di traino grandi hanno costi inferiori, le fibre di traino piccole offrono prestazioni migliori

Le fibre di carbonio possono essere classificate in small tow e large tow in base al numero di fibre. Le fibre di carbonio small tow hanno raggiunto elevati livelli di proprietà meccaniche e altri indicatori, ma il loro processo di produzione è difficile e costoso. Sono utilizzate principalmente in settori ad alta tecnologia come l'industria aerospaziale e militare, nonché in prodotti di alto valore nel settore degli articoli sportivi, come aerei, missili, razzi, satelliti, canne da pesca, mazze da golf e racchette da tennis. D'altra parte, le fibre di carbonio large tow hanno prestazioni relativamente inferiori ma anche costi di produzione inferiori. Pertanto, sono tipicamente utilizzate in settori industriali di base, tra cui pale di turbine eoliche, rinforzi edili, componenti automobilistici e serbatoi di stoccaggio dell'idrogeno. Rispetto alle fibre small tow, il principale vantaggio delle fibre di carbonio large tow è la loro capacità di aumentare significativamente la capacità di produzione di filamenti singoli a parità di condizioni di produzione, riducendo così i costi di produzione. Anche la loro efficienza di laminazione nella preparazione dei materiali compositi è maggiore, con costi di produzione ridotti di oltre il 30%. Ciò contribuisce a superare i limiti di prezzo della fibra di carbonio e ne amplia il campo di applicazione, gettando le basi per un utilizzo più ampio. Composito in fibra di carbonios. Una volta ridotti i costi delle materie prime per le fibre di carbonio di grandi dimensioni, diminuiscono anche i costi di produzione a valle per la lavorazione dei prodotti finiti, migliorando la redditività. Pertanto, il vantaggio competitivo della filiera a monte e a valle dell'industria delle fibre di carbonio di grandi dimensioni risiede in questa riduzione dei costi.