La fibra di carbonio è un materiale composito avanzato che si è guadagnato una reputazione come uno dei materiali più leggeri e resistenti al mondo. È stato sviluppato negli anni '50 dalla DuPont e poi ulteriormente migliorato negli anni '60 dalla società giapponese Toray Industries. La fibra di carbonio è un tipo di fibra sintetica composta principalmente da carbonio.
Proprietà fisiche
La fibra di carbonio ha una serie di proprietà fisiche che la rendono un materiale eccellente per una vasta gamma di applicazioni.- È incredibilmente leggera, con una densità di soli 1,75 g/cm³. Tuttavia, nonostante la sua leggerezza, la fibra di carbonio è molto resistente e rigida. Ha una resistenza alla trazione molto elevata, che può raggiungere i 700 GPa, rendendola una delle fibre sintetiche più resistenti al mondo.
- La fibra di carbonio è anche resistente alla corrosione e all'usura. Inoltre, ha una buona resistenza alla compressione e una buona resistenza alle temperature elevate. Infine, è un materiale elettricamente conduttivo, il che lo rende adatto per applicazioni elettriche e meccaniche.
Tipologie di produzione
- La fibra di carbonio può essere prodotta in diverse forme, che includono i filamenti, i tessuti e i compositi. Il filamento di fibra di carbonio è prodotto mediante l'estrusione di una miscela di poliacrilonitrile (PAN), un tipo di polimero sintetico, e altri additivi attraverso una filiera. Il filamento viene poi trattato termicamente per eliminare la maggior parte dei materiali non carboniosi e creare una fibra di carbonio pura.
- Il tessuto di fibra di carbonio è formato dalla tessitura di filamenti di fibra di carbonio. Il tessuto può essere utilizzato per creare compositi di fibra di carbonio, che sono prodotti laminando insieme strati di tessuto di fibra di carbonio impregnati di resina epossidica.
Utilizzi
La fibra di carbonio viene utilizzata in molte applicazioni diverse, tra cui l'industria aerospaziale, automobilistica, sportiva e l'industria del trasporto.
- Nell'industria aerospaziale, la fibra di carbonio viene utilizzata per la costruzione di parti strutturali degli aerei, come le ali e la fusoliera, a causa della sua leggerezza e resistenza.
- Nell'industria automobilistica, la fibra di carbonio viene utilizzata per la costruzione di parti della carrozzeria, come il cofano e le portiere, per ridurre il peso del veicolo e migliorare la maneggevolezza e le prestazioni. Inoltre, la fibra di carbonio viene utilizzata per la costruzione di parti di motori ad alte prestazioni.
- Nello sport, la fibra di carbonio viene utilizzata per la costruzione di attrezzature sportive, come racchette da tennis, mazze da golf, biciclette e bastoni da hockey su ghiaccio, a causa della sua leggerezza e resistenza. La fibra di carbonio viene anche utilizzata nella produzione di scarpe sportive per migliorare la resistenza e la leggerezza delle suole.
- Nell'industria del trasporto, la fibra di carbonio viene utilizzata per la costruzione di navi, treni ad alta velocità e automobili elettriche, in quanto aiuta a ridurre il peso del veicolo e aumentare l'efficienza energetica.