Каква е твърдостта на въглеродните влакна в сравнение със стоманата? Склонни ли са въглеродните влакна към лесно счупване?
Широкото признание на въглеродните влакна от първоначалните им приложения до наши дни се дължи до голяма степен на предимствата им с висока производителност, по-специално свойствата му на леко тегло. В много индустрии въглеродните влакна са предпочитани заради своята здравина и издръжливост. Колко здрави са въглеродните влакна и склонни ли са към лесно счупване? Колко пъти по-твърди са въглеродните влакна в сравнение със стоманата?
Въглеродните влакна са осем пъти по-твърди от стоманата по отношение на здравината. Това е влакнест материал с високо съдържание на въглерод над 95%. Има якост на опън до 3500 MPa и модул на опън от 250 GPa, показвайки превъзходна якост в сравнение с нормалната стомана. Тази висока якост е критична причина, поради която въглеродните влакна могат да заменят традиционната стомана в много области.
Що се отнася до лекотата на счупване, нишките от въглеродни влакна, особено отделните влакна, могат лесно да се счупят, тъй като са много по-тънки от човешката коса. Въпреки това, стоманени нишки с подобен размер също биха се счупили лесно. Високата аксиална якост на нишките от въглеродни влакна ги прави податливи на счупване при странични сили, което допринася за усещането, че въглеродните влакна са склонни към счупване.
В продуктите от въглеродни влакна хиляди непрекъснати въглеродни влакна се комбинират с помощта на материал от матрица от смола и се поставят под различни ъгли, за да се постигне висок модул на огъване. Ако тези продукти са подложени на натоварвания, надвишаващи техните стандартни граници, това може да доведе до частично счупване на нишките от въглеродни влакна вместо пълна повреда. Това свойство е причината продуктите от въглеродни влакна да се използват в приложения за поглъщане на енергия при автомобилни катастрофи.
