Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffe

Kohlenstofffaserverstärkte Verbundwerkstoffe weisen außergewöhnliche mechanische Eigenschaften auf. Diese starken, steifen und leichten Werkstoffe sind ideal für Anwendungen, bei denen geringes Gewicht und hohe Leistungsfähigkeit wichtig sind, wie beispielsweise Bauteile für Flugzeuge, Automobile, Schienenfahrzeuge und hochwertige Konsumgüter.

Verbundwerkstoffe werden durch die Kombination von Verstärkungsfasern mit einem Harzmatrixsystem wie beispielsweise Epoxidharz hergestellt. Diese Kombination aus Faser und Harz bietet Eigenschaften, die denen der einzelnen Materialien überlegen sind, und wird zunehmend als Ersatz für relativ schwere metallische Werkstoffe eingesetzt.

In einem Verbundwerkstoff trägt die Faser den Großteil der Last und ist maßgeblich für dessen Eigenschaften verantwortlich. Das Harz hilft, die Last zwischen den Fasern zu übertragen, verhindert deren Ausknicken und verbindet die Materialien. Das angebotene Sortiment basiert auf Verbundplatten, die durch das Übereinanderstapeln von Kohlenstofffasergeweben und anschließendes Imprägnieren des Stapels mit Harz unter Vakuum hergestellt werden. Dieses Verfahren erzeugt Platten mit einer glatten, glänzenden, harzreichen Seite und einer raueren Seite, auf der die Gewebestruktur sichtbar ist.

Kohlenstofffasern werden aus Polymerfasern wie Polyacrylnitril und Pech hergestellt. Das Ausgangsmaterial wird unter Spannung gezogen und gleichzeitig auf etwa 1000 °C erhitzt. Dabei bilden sich zweidimensionale Kohlenstoff-Kohlenstoff-Kristalle (Graphit), während Wasserstoff ausgetrieben wird. Die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Kette weist extrem starke Molekülbindungen auf, die den Fasern ihre hohe Festigkeit verleihen.