Faserverbundwerkstoffe seit 1985

Kohlenstofffasern / Carbon

Kohlen¬≠stoff¬≠fasern wer¬≠den hergestellt, indem bere¬≠its in Form von Fasern vor¬≠liegende, kohlen¬≠stof¬≠fre¬≠iche Grund¬≠stoffe kon¬≠trol¬≠liert oxi¬≠diert (also ver¬≠bran¬≠nt) wer¬≠den. Der h√§u¬≠fig¬≠ste Grund¬≠stoff ist Poly¬≠acryl¬≠ni¬≠tril, bess¬≠er bekan¬≠nt unter der AbkuŐąrzung PAN (Pan-basierende Kohlen¬≠stoff¬≠fasern). PAN ver¬≠lei¬≠ht der Fas¬≠er die besten Eigen¬≠schaften; man kann Kohlen¬≠stoff¬≠fasern jedoch auch aus anderen Rohstof¬≠fen, wie z.B. Pech oder Zel¬≠lu¬≠lose her¬≠stellen. Je nach Oxi¬≠da¬≠tion¬≠stem¬≠per¬≠atur und Ver¬≠bren¬≠nungs¬≠be¬≠din¬≠gun¬≠gen entste¬≠hen hoch-zugfeste Fasern (bei ca. 2600¬įC) oder beson¬≠ders steife, soge¬≠nan¬≠nte Hochmod¬≠ul-Fasern (bei ca. 3000¬įC); dazwis¬≠chen liegen Vari¬≠anten mit unter¬≠schiedlichen Eigen¬≠schaften zwis¬≠chen diesen Extremen.

Nach der Her¬≠stel¬≠lung erh√§lt die Kohlen¬≠stoff¬≠fas¬≠er eine Ober¬≠fl√§chen¬≠be¬≠hand¬≠lung in Form ein¬≠er Beschich¬≠tung, die sie im Ver¬≠lauf der weit¬≠eren Ver¬≠ar¬≠beitung vor Besch√§di¬≠gun¬≠gen schuŐątzt und sp√§ter die Haf¬≠tung zur umgeben¬≠den Harz¬≠ma¬≠trix verbessert.

Als Kohlen¬≠stoff¬≠fasern in den sp√§ten 60er Jahren zum ersten mal kom¬≠merziell pro¬≠duziert wur¬≠den, lagen die Preise fuŐąr ein¬≠fache, hochfeste Qual¬≠it√§ten bei ca. EUR 300/Kg. Bis 1996 war die weltweite Pro¬≠duk¬≠tion auf etwa 7000t pro Jahr gestiegen und der Preis fuŐąr die gle¬≠iche Qual¬≠it√§t Fasern lag nur noch bei EUR 20‚Äď50/Kg. Kohlen¬≠stoff¬≠fasern wer¬≠den entsprechend ihrer mech¬≠a¬≠nis¬≠chen Eigen¬≠schaften ein¬≠ge¬≠ord¬≠net; man unterteilt in: Hochfest (HS), mit¬≠tleres Mod¬≠ul (IM), Hochmod¬≠ul (HM) und ultra-Hochmod¬≠ul (UHM). Der Durchmess¬≠er der Einzelfil¬≠a¬≠mente liegt bei ca. 5‚Äď7mm. Kohlen¬≠stoff¬≠fasern haben die h√∂ch¬≠ste, spez¬≠i¬≠fis¬≠che Fes¬≠tigkeit aller bekan¬≠nten Fasern, sie sind extrem best√§ndig sowohl in gegen Zug- als auch gegen Druck¬≠las¬≠ten und ihre Wider¬≠stands¬≠f√§higkeit gegen chemis¬≠che Zer¬≠set¬≠zung, ErmuŐądung und Kriechen ist unerr¬≠e¬≠icht. Ihre Schlagz√§higkeit dage¬≠gen ist deut¬≠lich schlechter als die von Glas oder Aramid, wobei ins¬≠beson¬≠dere die HM- und UHM-Fasern hier deut¬≠liche Schw√§chen haben.

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