Wie stark ist Kohlefaser?

 

Kohlefaserfilamente sind für ihre außergewöhnliche Festigkeit und Haltbarkeit bekannt, was sie zu einem gefragten Material für eine Vielzahl von Anwendungen macht. Die Stärke von Kohlenstofffasern wird auf ihre einzigartige Molekülstruktur zurückgeführt, die aus Kohlenstoffatomen besteht, die in einem hexagonalen Gittermuster miteinander verbunden sind. Diese Anordnung verleiht der Kohlefaser ihre außergewöhnliche Zugfestigkeit, also den Widerstand gegen Bruch unter Spannung.

 

In Bezug auf die spezifische Festigkeit, also das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, ist Kohlefaser eines der wettbewerbsfähigsten verfügbaren Materialien. Dank seines hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses kann es bei relativ geringem Gewicht eine beträchtliche Kraft aushalten und eignet sich daher ideal für Anwendungen, bei denen Gewichtsreduzierung von entscheidender Bedeutung ist, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Sportartikelindustrie.
Die Festigkeit von Kohlefasern kann abhängig von Faktoren wie der Art der Kohlefaser (Werg, Pech oder Vorläufer), dem Herstellungsprozess und dem zum Verbinden verwendeten Harz variieren. Allerdings hat Kohlefaser im Durchschnitt eine Zugfestigkeit von etwa 2.300 bis 5.200 Megapascal (MPa), was etwa dem Fünf- bis Zehnfachen der Zugfestigkeit von Stahl und dem Doppelten von Aluminium entspricht. Dies macht Kohlefaser zu einem unglaublich starken Material, insbesondere angesichts seines geringen Gewichts.

 

Zusätzlich zu ihrer Zugfestigkeit weist Kohlefaser auch eine hervorragende Ermüdungsbeständigkeit auf, was bedeutet, dass sie wiederholter Belastung ohne Ausfall standhält. Dadurch eignet es sich für Anwendungen, bei denen Komponenten einer Dauerbeanspruchung standhalten müssen, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrtindustrie, wo Flugzeugstrukturen während des Fluges unterschiedlichen Belastungsbedingungen ausgesetzt sind.

 

Darüber hinaus ist Kohlefaser nicht nur stark, sondern auch steif, was in vielen Anwendungen eine weitere wichtige Eigenschaft ist. Die Steifigkeit der Kohlefaser ermöglicht es, Verformungen unter aufgebrachten Lasten standzuhalten, was bei Anwendungen, bei denen die Wahrung der Form und strukturellen Integrität von größter Bedeutung ist, wie zum Beispiel beim Bau von Rennwagen oder Hochleistungsfahrrädern, von entscheidender Bedeutung ist.

 

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Kohlefaserfilamente unglaublich stark, leicht und steif sind, was sie zu einem bevorzugten Material in Branchen macht, in denen es auf hohe Leistung und Gewichtsreduzierung ankommt. Die Kombination dieser Eigenschaften hat zu einem weit verbreiteten Einsatz von Kohlefaser in einer Vielzahl von Anwendungen geführt, von High-End-Sportwagen bis hin zu fortschrittlichen Luft- und Raumfahrtstrukturen.