Carbonfasern

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Ksenia & Chiara Carbonfasern Inhaltsverzeichnis ● ● ● Allgemein Struktur Herstellung Gebrauch und Vorkommen Allgemein K ir k D 10 μm Allgemein • Unterschied isotrope und anisotrope Typen ● isotrope Fasern: geringe Festigkeiten und geringere technische Bedeutung anisotrope Fasern: hohe Festigkeiten und geringere Bruchchance Allgemein • Sehr widerstandsfähig gegenüber chemischen Einflüssen Problem: einzelne Cabonfasern brechen leicht • Lösung: Zusammenfassen von Cabonfasern zu unterschiedlichen dicken Fasernbündeln (Rovings) Struktur do 00 00 00 600 00 00 00 88888P 6000000-00 00 00 00 00 60⁰ 00 00 00 8000 8000 000 00 60 60 8° 96 O !! O 0 O O O -O 00 00 O 88 Herstellung • Zwei Verfahren unterschiedliche Ausgangstoffe Polyacrylnitril oder Pech ● • Grund: Kosten oder Stabilitätsvorteile, außerdem hohe Zugfestigkeit Pyrolyse Kabonisierung durch Erhitzung und anschließender Endbehandlung. Ergebnis: schwarze Carbonfasern aus fast reinem Kohlenstoff ● • Precursor: Ausgangsstoff, welcher in eine Reaktion eingeht. Herstellung Precursor Stabilisierung Karbonisierung/ Graphitisierung Oxidierte, unschmelzbare PAN- Faser HT: Anisotrope PAN-Faser IM: HM: UHM: 1200-1400°C 1700°C >2200°C ca. 3000°C Anisotrope Pech-Faser Oxidierte, unschmelzbare HM: Pech-Faser >1600°C UHM: >2200°C Die Verstreckung ermöglicht während des Erhitzens die Anordnung der Kohlenstoffschichten in Längsrichtung der Fasern. Verstreckungsrichtung un Synthetische Faser 200-300°C 78 Kohlenst 1 Schema des Herstellungsprozesses von Carbonfasern 1200-1400°C Die Oberflächenbehandlung verringert die gegenseitige Reibung von Fasern aufeinander. บ Wärmebehandlung: Durch thermische Zersetzung der synthetischen Fasern werden alle nicht kohlenstoffhaltigen Bestandteile entfernt. Es ergibt sich eine graphitähnliche Anordnung der Kohlenstoffschichten in der Faser. Spule Verwendung/Vorkommen ● Kohlenstofffasern: geringeres Gewicht und Preisvorteile Verwendung: Luft- und Raumfahrt, Sportgeräten (zum Beispiel Angelruten, Rennrädern, Mountainbikes, Tennisschlägern, Speedskates, Ruderbooten, Windsurfausrüstung) • Teile von Formel-1-Rennwagen Beispiele aus der Luftfahrt: Seitenleitwerk des Airbus A380 oder der Rumpf der Boeing 787. ● Verwendung/Vorkommen in Fahrrädern (Rennrädern/Mountainbikes): die Rahmen, Kurbeln, Laufräder, Lenker, Sattelstützen etc. • Im Bereich des Bogenschießens: Moderne Sportpfeilschäfte • Im Bereich der Wasserski-Fertigung: Angelruten • Im Bereich der Musik: Bögen für Streichinstrumente. • In der...

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