الیاف کربن CFRP

الیاف کربن (CFRP) یکی از مهم ترین خانواده های الیاف پیشرفته FRP  است که استحکام بسیار بالا (بین 7 تا 10 برابر فولاد ساختمانی بسته به گرید الیاف)، چگالی پایین(حدود دو سوم آلومینیوم )،رسانایی الکتریکی بسیار خوب، قابلیت بافت و تولید پارچه ، ساخت کامپوزیت های سبک و مستحکم و پایداری در برابر حرارت آن را از سایر مواد مهندسی متمایز می سازد. الياف کربن(CFRP) عمدتا از نوع ويژه اي ازالياف پلي اكريلونيتريل(PAN)  توليد ميشود (تولید شده با هدف تبدیل به الیاف کربن).که بر اساس فناوری های پیشرفته و تجهیزات خاص تولید می شود.

اولين مرحله در توليد الياف كربن(CFRP)  با استفاده از PAN شامل كشش و اكسيداسيون مي‏باشد در اين مرحله ابتدا الياف تحت گرما بين 1300 - 500 درصد كشيده مي‏شوند كه اين امر باعث آرايش ‏‏‏يابي بهتر زنجيره‏هاي ملكولي در جهت الياف  کربن (CFRP) مي‏شود. سپس در حاليكه هنوز الياف تحت تنش هستند در مجاورت هوا تا دمايدرجه سانتیگراد 280 - 200 براي چند ساعتي حرارت داده مي‏شوند اين امر باعث جابجايي درون ملكولي و تشكيل زنجيره‏ هاي نردبان مانند مي‏گردد. در اين مرحله عمل اكسيداسيون نيز صورت مي‏گيرد و تقريباً بيشتر گروههاي CH2 اكسيده مي‏شوند. در مرحله بعد الياف اكسيده شده، با حرارت دادن در دماي درجه سانتیگراد 1200-900 و در محيط خنثي (تحت گاز نيتروژن يا آرگون) كربونيزه مي‏شوند. تنش وارده به الياف از جمع‏شدگي (shrinkage) آنها جلوگيري مي‏كند و به آرايش ملكولي بهتر كمك مي‏نمايد. در اين مرحله با حذف بيشتر اتمهاي اكسيژن و نيتروژن، الياف عمدتاً حاوي اتمهاي كربن خواهند بود كه در حلقه‏ هاي شش وجهي مستقر در صفحات نسبتا موازي قرار گرفته‏اند. الياف حاصل از اين مرحله عمدتا متخلخل‏ اند و دانسيته الياف کربن (CFRP) در اين حالت حدود g/cm3 74/1 مي‏باشد. الياف کربن (CFRP) حاصل از اين مرحله داراي مدول نسبتا كم و استحكام بالا مي‏باشند.

در مرحله سوم عمل اصلاح حرارتي (heat treatment) بر روي الياف کربن مرحله دوم در محيط خنثي و در دماي درجه سانتیگراد2800 صورت مي‏گيرد كه نتيجه آن نظم بيشتر ساختمان كريستالي الياف مي‏باشد. اين مرحله را گرافيته‏ كردن مي‏ نامند ودر اين مرحله با كاهش ميزان تخلخل الياف دانسيته آنها تا g/cm32 افزايش مي‏يابد و اليافي با مدول بالا اما استحكام كششي كمتر از مرحله دوم بدست مي‏ آيند. راندمان توليد الياف کربن (CFRP) با استفاده از PAN حدود 50% مي‏باشد.

شكلهاي مختلف الياف کربن (CFRP)از قبيل رشته، پارچه و الياف كوتاه از اين ماده وجود دارد.

در ابتدا دو نوع الياف كربن با پايه pan وجود داشت كه استحكام و مدول آنها با هم تفاوت داشت:

الياف كربن (CFRP) با استحكام بالا (strength ( Highيا HS كه از فرآورش در دماي درجه سانتیگراد 1500 بدست مي‌آمد و بعنوان نوع دو درجه‌بندي مي‌شد. با افزايش دماي فرآورش، مدول نيز افزايش مي‌يافت و نوع مدول بالاي اين الياف (Modulus High ) يا HM كه نوع يك درجه بندي مي‌شود در دماي بالاتر ازدو هزار و پانصد درجه توليد مي‌شد.

با اعمال كمي كشش و افزايش آرايش يافتگي و با كاهش قطر الياف از 7 به 5 ميكرومتر، استحكام و مدول الياف کربن (CFRP) افزايش مي‌يابد. اين الياف، الياف با مدول متوسط (modulus Intermediate) يا IM نام دارد. 

برچسب ها : frp ، تقویت سقف با frp ، تقویت دال با frp ، تقویت دیوار برشی با frp،تقویت پل با frp ، تقویت فونداسیون با frp  ، کامپوزیت frp ، الیاف کربن ، الیاف شیشه ، بازسازی بتن ، ورقه های frp ،اف ار پی کامپوزیت پلیمری frp  ، الیاف اف ار پی ، بهسازی بتن ، رزین اپوکسی ، الیاف آرامید ، مواد مرکب frp، تقویت سازه بتنی ،cfrp ، gfrp ،afrp ، مقاوم سازی با frp ، روش اجرای frp ، الیاف بازالت ، ترمیم بتن ، مقاوم سازی تیر ، مقاوم سازی ستون ، مقاوم سازی دال ، مقاوم سازی سقف ، مقاوم سازی فنداسیون ، مقاوم سازی مخزن ، مقاوم سازی پل، گروه مهندسی زیگورات، انستیتو تخصصی بتن و مقاوم سازی ،تقویت بتن ، مقاوم سازی با الیاف frp ، ترمیم و تقویت بتن با frp ، تقویت تیر با frp ، تقویت ستون با frp ،