يتم تحضير ألياف الكربون بشكل عام في بيئة تصل إلى 3 درجات ، 000 وسيقل أداؤها عند حوالي 1500 درجة في بيئة خالية من الأكسجين. لذلك ، تترك لنا ألياف الكربون انطباعًا عميقًا عن مقاومة درجات الحرارة العالية في معظم الحالات.
على الرغم من أن ألياف الكربون نفسها مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة ، إلا أنه لا يمكن استخدامها كمواد مباشرة. غالبًا ما تستخدم ألياف الكربون كمواد تقوية ليتم دمجها مع مواد مصفوفة أخرى ، مثل السيراميك ، والمعادن ، والكربون ، والمطاط ، والراتنج ، وما إلى ذلك. مقاومة درجات الحرارة؟
على الرغم من أن ألياف الكربون تتمتع بمزايا الوزن الخفيف والقوة العالية ، نظرًا لأن الراتينج نفسه ليس مادة مقاومة لدرجات الحرارة العالية ، فإن مزايا أداء مقاومة درجات الحرارة العالية للمواد المركبة المصنوعة من ألياف الكربون القائمة على الراتنج محدودة بالراتنج. بشكل عام ، درجة الحرارة التي يمكن أن تتحملها أنابيب ألياف الكربون المركبة المصنوعة من الراتنج تتراوح بين 200 درجة و 300 درجة ، ولكنها كافية لتلبية الاحتياجات اليومية العامة.
إذا كنت ترغب في الاستفادة من خصائص ألياف الكربون وتحمل درجات حرارة أعلى ، فيجب عليك اختيار مركبات مصفوفة أخرى مقاومة للحرارة العالية. على سبيل المثال ، يتم تكوين الكربون والمعدن والسيراميك والمواد الأخرى ، ولكل مادة مركبة بيئة وصناعة مناسبة للاستخدام.
يمكن استخدام مركبات ألياف الكربون القائمة على السيراميك في مجال الفضاء مع مقاومة درجات الحرارة لأكثر من درجتين 000 ، ولكن التكنولوجيا العالية والتكلفة تجعل من الصعب تنفيذ التطبيقات الصناعية. في الوقت الحاضر ، تُستخدم المواد المركبة من الكربون والكربون على نطاق واسع كمواد مقاومة لدرجة الحرارة العالية ، وهي مواد كربونية معززة بألياف الكربون. يمكن أن تصل المقاومة النظرية لدرجة الحرارة إلى 2600 درجة مئوية. إنها واحدة من عدد قليل جدًا من المواد المقاومة للحرارة العالية ، ولكن هذه المادة تحتاج إلى عزلها عن الأكسجين. بهذه الطريقة فقط يمكن تشغيل أدائها ، وإلا فإنها ستفشل عند 400 درجة مئوية فقط.
يمكن أن تصل مقاومة درجات الحرارة لأنابيب ألياف الكربون العادية إلى حوالي 100 درجة ، ولا يزال مجال مقاومة درجات الحرارة العالية لأنابيب ألياف الكربون قيد الاستكشاف. في الوقت الحاضر ، تُستخدم المواد المركبة المصنوعة من ألياف الكربون المقاومة لآلاف درجات مئوية في الغالب في مجال الدفاع الوطني كتقنية سرية ، ولا يوجد في الأساس العديد من التطبيقات في المجال المدني.