Kompozity z uhlíkových vláken jsou široce používány v letectví, automobilovém průmyslu, železniční dopravě a dalších oborech díky svým vynikajícím mechanickým vlastnostem a odolnosti vůči chemické korozi. Jejich vysoká teplotní odolnost je však jedním z důležitých faktorů, které určují rozsah jejich použití. Tento článek prozkoumá limit vysoké teplotní odolnosti kompozitů z uhlíkových vláken.
Vysoká teplotní odolnost samotného uhlíkového vlákna
Samotné uhlíkové vlákno má vynikající odolnost vůči vysokým teplotám. Podle teorie může uhlíkové vlákno odolat vysokým teplotám až 2600 stupňů. Uhlíková vlákna se však obvykle nepoužívají samostatně, ale při výrobě hotových výrobků se kombinují s materiály, jako je pryskyřice. Vysokoteplotní odolnost tohoto kompozitního materiálu je ovlivněna typem použité pryskyřice.
Vysokoteplotní odolnost kompozitů z uhlíkových vláken
Kompozity z epoxidové pryskyřice
Epoxidová pryskyřice je jednou z nejčastěji používaných pryskyřic v kompozitech z uhlíkových vláken. Epoxidová pryskyřice má však relativně špatnou odolnost vůči vysokým teplotám a obvykle oxiduje a rozkládá se při 180 ~ 200 stupních. Proto je vysoká teplotní odolnost kompozitů z uhlíkových vláken na bázi epoxidové pryskyřice obvykle mezi 100 ~ 150 stupni.
Kompozity z termoplastické pryskyřice
Ve srovnání s epoxidovou pryskyřicí mají termoplastické pryskyřice (jako je polyfenylensulfid a polyetheretherketon) lepší odolnost vůči vysokým teplotám. Kompozity z uhlíkových vláken vyrobené z těchto pryskyřic mohou odolat teplotám 200-250 stupňů.
Kompozity na bázi keramiky
Ze všech typů kompozitů z uhlíkových vláken mají kompozity na bázi keramiky nejsilnější odolnost vůči vysokým teplotám. Tyto materiály mohou zůstat stabilní při teplotách až 1500 stupňů a jsou vhodné pro aplikace v extrémních prostředích, jako jsou součásti letadel nebo raketových motorů.
Závěr
Hranice odolnosti uhlíkových vláken vůči vysokým teplotám závisí především na typu použité pryskyřice. Kompozity na epoxidové bázi mají špatnou odolnost vůči vysokým teplotám, zatímco termoplastické pryskyřice a kompozity na bázi keramiky mají lepší odolnost vůči vysokým teplotám. Pochopení těchto vlastností je zásadní pro výběr správného kompozitu z uhlíkových vláken pro konkrétní aplikaci.
