Głównym celem włókna węglowego jest łączenie go z żywicą, metalem, ceramiką i innymi matrycami w celu wytworzenia materiałów konstrukcyjnych.Materiały kompozytowe z żywicy epoksydowej wzmocnione włóknem węglowym mają najwyższe kompleksowe wskaźniki wytrzymałości właściwej i modułu właściwego spośród istniejących materiałów konstrukcyjnych.Materiały kompozytowe z włókna węglowego mają zalety w obszarach, w których obowiązują surowe wymagania dotyczące gęstości, sztywności, masy i właściwości zmęczeniowych, a także tam, gdzie wymagana jest wysoka temperatura i wysoka stabilność chemiczna.
Włókno węglowe zostało wyprodukowane w odpowiedzi na potrzeby najnowocześniejszej nauki i technologii, takiej jak rakiety, lotnictwo i kosmonautyka, na początku lat pięćdziesiątych XX wieku, a obecnie jest szeroko stosowane w sprzęcie sportowym, tekstyliach, maszynach chemicznych i medycynie.W obliczu coraz bardziej rygorystycznych wymagań najnowocześniejszych technologii w zakresie parametrów technicznych nowych materiałów, zachęca się pracowników naukowych i technologicznych do ciągłego doskonalenia.Na początku lat 80. pojawiały się kolejno włókna węglowe o wysokich i bardzo wysokich parametrach.Był to kolejny skok technologiczny, który jednocześnie oznaczał, że badania i produkcja włókien węglowych weszły w zaawansowany etap.
Materiał kompozytowy składający się z włókna węglowego i żywicy epoksydowej stał się zaawansowanym materiałem lotniczym ze względu na mały ciężar właściwy, dobrą sztywność i wysoką wytrzymałość.Ponieważ masa statku kosmicznego została zmniejszona o 1 kg, pojazd nośny można zmniejszyć o 500 kg.Dlatego w przemyśle lotniczym panuje pośpiech w stosowaniu zaawansowanych materiałów kompozytowych.Istnieje myśliwiec pionowego startu i lądowania, którego materiał kompozytowy z włókna węglowego stanowi 1/4 masy samolotu i 1/3 masy skrzydła.Według doniesień wszystkie kluczowe elementy trzech silników rakietowych amerykańskiego promu kosmicznego oraz zaawansowanej wyrzutni rakiet MX są wykonane z zaawansowanych materiałów kompozytowych z włókna węglowego.
W obecnym samochodzie F1 (Mistrzostwa Świata Formuły 1) większość konstrukcji nadwozia wykonana jest z materiałów z włókna węglowego.Dużą zaletą najlepszych samochodów sportowych jest również zastosowanie włókna węglowego w całym nadwoziu w celu poprawy aerodynamiki i wytrzymałości konstrukcyjnej.
Włókno węglowe można przetworzyć na tkaninę, filc, matę, pasek, papier i inne materiały.W tradycyjnym zastosowaniu włókno węglowe na ogół nie jest używane samodzielnie, z wyjątkiem materiału termoizolacyjnego.Najczęściej dodaje się go jako materiał wzmacniający do żywicy, metalu, ceramiki, betonu i innych materiałów w celu utworzenia materiałów kompozytowych.Materiały kompozytowe wzmocnione włóknem węglowym można stosować jako materiały zastępcze nadwozi, takie jak materiały konstrukcyjne samolotów, materiały ekranujące elektromagnetyczne, sztuczne więzadła itp., a także do produkcji pocisków rakietowych, łodzi motorowych, robotów przemysłowych, resorów samochodowych i wałów napędowych.
Czas publikacji: 11 listopada 2021 r