מהי הקשיות של סיבי פחמן בהשוואה לפלדה? האם סיבי פחמן נוטים להישבר בקלות?
ההכרה הרחבה של סיבי פחמן מיישומיו הראשוניים ועד היום נובעת בעיקר מיתרונות הביצועים הגבוהים שלו, במיוחד תכונותיו הקלות. בתעשיות רבות, סיבי פחמן מועדפים בשל חוזקם ועמידותם. עד כמה חזק סיבי פחמן, והאם הוא נוטה להישבר בקלות? פי כמה קשה יותר סיבי פחמן בהשוואה לפלדה?
סיבי פחמן קשים פי שמונה מפלדה מבחינת חוזק. זהו חומר סיבים עם תכולת פחמן גבוהה של מעל 95%. יש לו חוזק מתיחה של עד 3500 MPa ומודול מתיחה של 250 GPa, מראה ביצועי חוזק מעולים בהשוואה לפלדה רגילה. חוזק גבוה זה הוא סיבה קריטית לכך שסיבי פחמן יכולים להחליף פלדה מסורתית בתחומים רבים.
כשזה מגיע לקלות השבירה, גדילי סיבי פחמן, במיוחד סיבים בודדים, יכולים להישבר בקלות מכיוון שהם דקים בהרבה משיער אדם. עם זאת, גדילי פלדה בגודל דומה גם היו נשברים בקלות. החוזק הצירי הגבוה של גדילי סיבי פחמן הופך אותם לרגישים לשבר תחת כוחות רוחביים, מה שתורם לתפיסה שסיבי פחמן נוטים להישבר.
במוצרי סיבי פחמן, אלפי סיבי פחמן רציפים משולבים באמצעות חומר מטריצת שרף ומונחים בזוויות שונות כדי להשיג מודול כיפוף גבוה. אם מוצרים אלה נתונים לעומסים החורגים מהמגבלות הסטנדרטיות שלהם, זה עלול להוביל לשבירה חלקית של גדילי סיבי פחמן במקום כשל מוחלט. מאפיין זה הוא הסיבה לכך שמוצרי סיבי פחמן משמשים ביישומי ספיגת אנרגיה בתאונות רכב.
