Sợi Carbon hay Carbon Fiber có gì thú vị mà lại được xem là bảo bối?
Sợi Carbon hình thành từ gì?
Sợi Carbon có rất nhiều dạng thô như: sợi, dệt, bện,... Được ứng dụng rất nhiều trong mảng khoa học vật liệu, phục vụ đa dạng nhiều lĩnh vực đời sống và sản xuất. Đồng thời sợi Carbon còn được xem là một trong những vật liệu công nghệ cao cấp nhất mà loài người phát minh ra ở thế kỷ 20.
Các hợp chất trong nhóm 10% này là các loại khí, chất lỏng khác nhau có thể tùy biến trong quá trình chế tạo sợi Carbon với mục đích phân cấp giá tiền của thành phẩm sợi Carbon sau khi xuất xưởng. Loại sợi Carbon càng mắc thì sẽ có độ bền và khả năng chịu nhiệt cao hơn so với các loại sợi Carbon thấp cấp hơn.
Thực tế hiện nay chúng ta đã có thể chế tạo ra loại sợi Carbon có cấu trúc phân tử tỉ lệ 99% là Carbon sở hữu tuổi thọ và khả năng chịu nhiệt mạnh mẽ.
Nhưng loại sợi Carbon này nếu muốn chế tạo thì sẽ đòi hỏi dây chuyền sản xuất công nghệ tiên tiến bậc nhất, giá thành của sợi Carbon 'thượng hạng' có tỉ lệ 99% Carbon dĩ nhiên cũng sẽ đắt đỏ hơn nhiều lần so với các cấp dưới của sợi Carbon có cấu trúc phân tử tỉ lệ 90% Carbon và 10% từ hợp chất khác.
Sợi Carbon được sản xuất như thế nào?
Để tạo ra sợi Carbon, người ta phải kết hợp giữa yếu tố vật lý học và hóa học khi nguyên liệu thô đầu tiên sẽ được kéo thành sợi dài. Sau đó nung ở nhiệt độ cao để các nguyên tử Carbon dao động một cách mạnh mẽ, trực tiếp loại bỏ khoảng 50% vật liệu khác trong quá trình bay hơi và biến phân tử sợi Carbon trở thành 100% là Carbon.
Sợi Carbon lần đầu tiên được nghiên cứu ở Ohio vào năm 1958, nhưng phải đến năm 1963 thì dây chuyển sản xuất sợi Carbon bản mẫu đầu tiên mới được phát triển và đi vào hoạt động tại trung tâm nghiên cứu của Vương quốc Anh. Và đây cũng là lúc mà loài người chúng ta phát hiện ra các ưu điểm của vật liệu sợi Carbon.
Sợi Carbon và những ưu điểm mà chúng ta không thể bỏ qua
Độ bền cao của sợi Carbon đến từ đặc điểm hệ số giãn nở nhiệt thấp, giúp cho sợi Carbon hạn chế bị co giãn hay biến dạng bởi nhiệt độ môi trường. Chưa kể sợi Carbon còn cứng hơn gấp 5 lần so với thép, khi nhỉnh hơn thép dĩ nhiên độ cứng của sợi Carbon cũng sẽ ăn đứt các kim loại khác như sắt hay nhôm
Nhưng nhược điểm của sợi Carbon lại nằm ở độ 'linh hoạt', khi các sản phẩm chế tác từ sợi Carbon có thể bị nứt hoặc vỡ ra nếu bị tác động bởi một lực xoắn đủ mạnh hoặc bị uốn cong.
Sợi Carbon được ứng dụng vào những mảng nào?
- Sản xuất linh kiện siêu xe và siêu mô tô cho độ bền vượt trội, siêu nhẹ giúp giảm tải trọng và giúp xe đạt đến vận tốc lớn.
- Hàng không vũ trụ, tên lửa, máy bay, máy bay không người lái.
- Nhờ tính ổn định kích thước, ưu điểm về hệ số giãn nở nhiệt, các bộ phận, động cơ sử dụng vật liệu sợi Carbon như cánh máy bay, chân vịt, trục truyền động của ô tô, phanh của máy bay, ăng ten, kính thiên văn, ống dẫn sóng, linh kiện ô tô, gioăng chịu nhiệt…
- Nhờ đặc tính giảm rung chấn, các thiết bị về âm thanh, loa, cánh tay robot, máy dệt… thường sử dụng sợi Carbon để chế tạo mang lại hiệu suất làm việc cao hơn.
- Làm van, bộ phận của máy bơm, thiết bị phóng xạ, máy phát điện… trong nhà máy hóa chất, hạt nhân và những môi trường khắc nghiệt.
- Đồ dùng, dụng cụ thể thao cao cấp như gậy bóng chày, gậy golf…
Được biết quá trình thực hiện ốp sợi Carbon lên dàn áo thực tế không hề dễ khi đòi hỏi trình độ kỹ thuật của người thợ để tạo ra các loại vân Carbon thẩm mỹ, 'mỏng' và 'thưa' không khác gì những sản phẩm đúc khuôn chế tạo từ sợi Carbon.
Đặc biệt người thực hiện ốp sợi Carbon còn phải tỉ mỉ khéo léo, để hậu quá trình ốp Carbon không làm mất đi các nét góc cạnh của dàn áo. Do sợi Carbon dễ bị vỡ do uốn cong nên cũng làm cho không ít các 'tay ngang' mới vào nghề đau đầu, khó khăn trong việc giúp cho vẻ ngoài của thành phẩm không bị đứt khúc hay vụn vỡ sau quá trình thực hiện.
Nguồn thông tin được HOCHOIMOINGAY.com sưu tầm từ Internet