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Wie hohe Temperaturen können Kohlefaserrohre aushalten?

Mar 19, 2023

Kohlefaser wird im Allgemeinen in einer Umgebung von bis zu 3,000 Grad hergestellt, und ihre Leistung nimmt bei etwa 1500 Grad in einer sauerstofffreien Umgebung ab. Daher hinterlassen Carbonfasern in den meisten Fällen einen tiefen Eindruck von hoher Temperaturbeständigkeit.

Kohlefaser selbst ist zwar hochtemperaturbeständig, kann aber nicht direkt als Material verwendet werden. Kohlefaser wird häufig als Verstärkungsmaterial verwendet, das mit anderen Matrixmaterialien wie Keramik, Metall, Kohle, Gummi, Harz usw. kombiniert werden soll. Als übliches Verbundprodukt mit Kohlefaserharzmatrix hat Kohlefaserrohr auch den Vorteil, dass es hoch ist Temperaturbeständigkeit?

Obwohl Kohlefaser die Vorteile von geringem Gewicht und hoher Festigkeit hat, sind die Hochtemperaturbeständigkeitsleistungsvorteile von Kohlefaser-Verbundmaterialien auf Harzbasis durch das Harz begrenzt, da das Harz selbst kein hochtemperaturbeständiges Material ist. Im Allgemeinen liegt die Temperatur, der harzbasierte Kohlefaserverbundrohre standhalten können, zwischen 200 und 300 Grad, reicht jedoch aus, um den allgemeinen täglichen Bedarf zu decken.

Wer die Eigenschaften von Kohlefaser nutzen und höheren Temperaturen standhalten möchte, muss auf andere hochtemperaturbeständige Matrix-Verbundwerkstoffe zurückgreifen. Zum Beispiel werden Kohlenstoff, Metall, Keramik und andere Materialien zusammengesetzt, und jedes Verbundmaterial hat seine geeignete Verwendungsumgebung und Industrie.

Auf Keramik basierende Kohlefaserverbundwerkstoffe können in der Luft- und Raumfahrt mit einer Temperaturbeständigkeit von mehr als 2,000 Grad verwendet werden, aber die Hochtechnologie und die Kosten erschweren die Realisierung industrieller Anwendungen. Gegenwärtig werden Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundmaterialien weithin als hochtemperaturbeständige Materialien verwendet, die kohlefaserverstärkte Kohlenstoffmaterialien sind. Die theoretische Temperaturbeständigkeit kann 2.600 Grad Celsius erreichen. Es ist eines der wenigen hochtemperaturbeständigen High-End-Materialien, aber dieses Material muss von Sauerstoff isoliert werden. Nur so kann seine Leistungsfähigkeit zum Tragen kommen, sonst versagt er schon bei 400 Grad Celsius.

Die Temperaturbeständigkeit gewöhnlicher Kohlefaserrohre kann nur etwa 100 Grad erreichen, und das Gebiet der Hochtemperaturbeständigkeit von Kohlefaserrohren wird noch erforscht. Derzeit werden tausende Grad Celsius beständige Kohlefaserverbundwerkstoffe hauptsächlich im Bereich der Landesverteidigung als Geheimtechnologie eingesetzt, im zivilen Bereich gibt es grundsätzlich nicht viele Anwendungen.

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