Seberapa Tahan Lama Serat Karbon?

Serat karbon lebih kuat dari baja, lebih ringan dari fiberglass, dan lebih kaku dari aluminium. Tapi apakah itu tahan lama? Banyak faktor yang menambah daya tahan material. Berikut ini adalah seberapa baik serat karbon bertahan dari keausan seiring waktu.

TERKAIT :Apa itu Serat Karbon?

Dalam artikel ini:

1. Dapatkah Serat Karbon Berkarat?
2. Dapatkah Serat Karbon Rusak?
3. Apakah Kondisi Cuaca Mempengaruhi Daya Tahan Serat Karbon?
4. Dapatkah Serat Karbon Menahan Panas?
5. Apakah Serat Karbon Tahan Peluru?

Dapatkah Serat Karbon Berkarat?

Serat karbon secara kimiawi stabil, tahan korosi, dan tidak akan berkarat. Itu sebabnya ia bekerja dengan baik di lingkungan yang keras. Namun zat pengoksidasi kuat, seperti hidrogen peroksida atau asam sulfat, dapat memengaruhinya.

Demikian juga, resin epoksi bersifat lembam dan tidak akan berkarat atau menimbulkan korosi. Namun sensitif terhadap sinar matahari. Jadi, tutupi komposit serat karbon dengan lapisan tahan UV untuk mencegah kerusakan jangka panjang akibat sinar matahari.

Perlu dicatat bahwa komposit serat karbon dapat menyebabkan korosi galvanik ketika bersentuhan dengan beberapa logam. Meskipun tidak akan menyebabkan korosi permukaan yang nyata dalam jangka pendek, produk korosi bertambah dan menyebabkan kerusakan seiring waktu. Untungnya, ini membutuhkan kondisi khusus, dan beberapa pelapis menawarkan perlindungan.

Dapatkah Serat Karbon Rusak?

Jawaban singkatnya adalah ya. Materi apa pun bisa gagal, tetapi ini sedikit lebih rumit dari itu. Banyak faktor, seperti proses produksi, desain, dan penggunaan, yang memengaruhi daya tahan.

Misalnya, celah dapat terbentuk, dan kemungkinan besar akan retak jika produsen menerapkan resin secara tidak merata atau tidak menggunakan cukup. Seiring waktu, retakan kecil ini dapat menyebar hingga pecah. Bahkan dampak kecil pada akhirnya dapat menyebabkan kegagalan.

Orientasi serat dan lapisan serat juga memiliki pengaruh yang signifikan terhadap ketahanan lelah. Seperti halnya jenis kekuatan yang Anda terapkan. Gaya tekan, geser, dan tarik menyebabkan berbagai jenis kegagalan.

Serat tenunan dalam susunan 0 ° memiliki kekuatan puntir yang lebih kecil daripada pada 45 °, misalnya. Jadi bisa pecah jika Anda memutarnya.

Intinya adalah jika Anda tetap berada di bawah ambang batas beban untuk bagian tertentu, itu tidak akan mudah rusak.

Juga, ketahuilah bahwa sulit untuk mendeteksi tanda-tanda kerusakan yang menunjukkan kegagalan yang akan segera terjadi. Dan tidak seperti bahan lain yang tertekuk atau tertekuk, ketika serat karbon gagal, serat karbon dapat runtuh secara spektakuler dan pecah.

TERKAIT :Apa itu Serat Karbon Ditempa? Panduan Utama Untuk Komposit Tempa

Apakah Kondisi Cuaca Mempengaruhi Daya Tahan Serat Karbon?

Serat karbon memiliki ekspansi termal yang rendah. Jadi, bentuk, luas, volume, atau kerapatannya tidak banyak berubah sebagai respons terhadap perubahan suhu. Itu tidak berarti itu kebal terhadap efek cuaca dalam jangka panjang. Studi menemukan kombinasi kondisi cuaca mungkin memiliki efek berbeda pada serat karbon dalam pengaturan yang berbeda.

Siklus Mencair Beku

Yayasan Penelitian Teknik Sipil mengidentifikasi siklus beku-cair sebagai kemungkinan ancaman terhadap daya tahan serat karbon. Selain itu, mereka menemukan kondisi beku-cair menurunkan serat karbon beton bertulang lebih banyak di air asin.

Ini belum tentu serat karbon yang kehilangan integritas melainkan microcracks yang terbentuk dalam matriks dan debonding serat/matriks. Dan efeknya sebagian karena perekat struktural tidak semaju penggunaan serat karbon lainnya.

Terakhir, terlepas dari efek ini, penelitian lain menemukan beton bertulang serat karbon lebih tahan lama daripada beton standar.

Penuaan Hidrotermal

Penuaan higrotermal mungkin berdampak pada daya tahan serat karbon di beberapa aplikasi tetapi tidak di aplikasi lain.

Apa itu penuaan higrotermal? Penuaan higrotermal mengacu pada kombinasi panas dan kelembapan serta pengaruhnya terhadap struktur.

Paparan panas dan kelembaban yang terlalu lama mungkin memiliki sedikit efek pada kekuatan lentur serat karbon. Namun di bawah beban berkelanjutan dan dengan adanya air asin, kekuatan tarik menurun antara 7% dan 12%.

Siklus Basah–Kering

Satu studi menunjukkan siklus basah-kering mungkin memiliki dampak merugikan yang signifikan pada kekuatan tarik. Setelah 4000 siklus basah-kering, kemungkinan kegagalan meningkat secara signifikan.

Sebaliknya, ia memiliki pengaruh terbatas pada deformasi serat karbon.

Paparan dan Kondensasi UV

Radiasi dan kondensasi UV bekerja secara sinergis yang menyebabkan erosi matriks epoksi, tetapi tidak mempengaruhi serat karbon. Erosi epoksi pada akhirnya dapat menurunkan kekuatan tarik hingga 29% dan menyebabkan daya tahan yang lebih rendah.

Seperti disebutkan, lapisan tahan UV akan membantu melindungi komposit serat karbon.

Secara keseluruhan, kondisi cuaca mempengaruhi serat karbon. Tetapi efeknya tergantung pada bagaimana Anda menggunakannya. Misalnya, kondisi cuaca memiliki dampak yang lebih menonjol pada bangunan dengan serat karbon daripada kerangka sepeda karbon.

Dapatkah Serat Karbon Tahan Panas?

Serat karbon dapat menahan panas. Tetapi serat karbon banyak digunakan dalam matriks seperti beton, plastik, atau epoksi, yang dapat membatasi toleransi panasnya. Dengan kata lain, matriks memainkan peran yang lebih signifikan dalam menentukan apakah bagian serat karbon dapat menahan panas daripada seratnya saja.

Misalnya, beberapa epoksi dapat menahan suhu hingga 100 (212 ), sedangkan komposit matriks karbon yang diperkuat serat karbon dapat mentolerir suhu di atas 2000℃ (3632 ).

Apakah Serat Karbon Tahan Peluru?

Secara teori, serat karbon dapat menghentikan peluru, tetapi Kevlar® atau serat aramid lainnya memiliki lebih banyak fleksibilitas dan ketahanan benturan. Selain itu, Kevlar® adalah opsi yang lebih hemat biaya untuk pelindung antipeluru.

Serat karbon memang menawarkan perlindungan tingkat tinggi terhadap beberapa objek. Anda akan sering melihat pengemudi mobil balap menggunakannya untuk perlindungan karena menyebarkan dampak kekuatan. Tetapi jika menyangkut peluru, Anda akan membutuhkan banyak lapisan untuk menghentikannya.

Tonton video ini untuk melihat bagaimana komposit serat karbon tahan terhadap peluru.

Namun, nanotube karbon dapat menahan peluru. Nanotube terdiri dari atom karbon yang terikat dalam pola heksagonal berulang untuk membuat silinder berongga. Tabung nano ini dapat menyerap energi dari rudal balistik lebih baik daripada serat karbon dan, dalam beberapa kasus, bahkan Kevlar®.

Pada bentuknya yang paling dasar, serat karbon adalah grafit karbon, yang akan bertahan hampir selamanya. Bahan ini biasanya tidak dapat terdegradasi secara foto atau biodegradable. Namun, beberapa faktor memang mempengaruhi daya tahannya, seperti matriksnya. Selain itu, penggunaan komposit secara intensif dan faktor lingkungan dapat mempengaruhi daya tahan dan aplikasi potensialnya. Secara umum, para ilmuwan mengantisipasi bagian serat karbon untuk bertahan selama lebih dari 50 tahun.

Kami mencari, merancang, mengembangkan, dan menyusun produk unik dan berkualitas tinggi yang dibuat dengan serat karbon dan bahan komposit canggih lainnya. Hubungi kami atau kunjungi . kami situs web untuk mempelajari lebih lanjut.

Berikutnya:

Manufaktur Serat Karbon

Semua Senapan Serat Karbon M-14/M1A

Serat Karbon Berwarna Biasanya Texalium, Tapi Apa Itu Texalium?