Kohlenstofffasern:Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft

Eine einzelne menschliche Haarsträhne kann bis zu 3 Unzen Gewicht halten, mehr als ein Dutzend Pfennige, ohne zu brechen. Kombiniere alle Haare auf deinem Kopf und dein Haar könnte bis zu 12 Tonnen fassen!

Stellen Sie sich nun ein kohlenstoffbasiertes Filament vor, das im Durchmesser kleiner ist als ein menschliches Haar, das fünfmal stärker ist als Stahl. Der Sound ist unwirklich, oder?

Dieses kohlenstoffbasierte Filament ist als Kohlefaser bekannt.

Ein einzelner Kohlefaserstrang ist unglaublich, aber wenn Sie mehrere Stränge zusammenfügen, haben Sie grenzenlose Anwendungsmöglichkeiten.

Aber woher kam das? Lesen Sie weiter, um einen Blick auf die Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft von Kohlefaser zu werfen.

Die Geschichte

Das früheste bekannte Carbonfilament wurde Mitte des 19. Jahrhunderts von Sir Joseph Wilson Swan entwickelt.

Aber Kohlefaser wurde erst 1879 in die Praxis umgesetzt, als Thomas Edison Kohlefaden für die erste Glühbirne verwendete.

Edison formte Baumwollfäden oder Bambussplitter in die gewünschte Form und erhitzte sie so, dass ihre Zellulosestruktur karbonisiert wurde.

Wolfram wurde für eine Weile beliebter

Schließlich wurden die Kohlefäden in Glühbirnen durch Wolfram ersetzt. Nur Marineschiffe verwendeten weiterhin die Kohlefasern, da sie den Vibrationen des Schiffes besser standhielten als Wolfram.

Übergang zur Moderne

Der Wandel, wie wir ihn heute kennen, begann 1956, als das Unternehmen Union Carbide sein technisches Zentrum in Parma eröffnete und Dr. Roger Bacon anstellte.

Basierend auf Kohlelichtbogenlaternen, die Ende des 19. Jahrhunderts verwendet wurden, begann Bacon mit Graphit zu experimentieren. Seine Aufgabe war es, den Tripelpunkt von Graphit zu bestimmen, bei dem sich seine flüssigen, gasförmigen und festen Aggregatzustände im Gleichgewicht befanden.

Durch diesen Prozess entdeckte er, was er Whiskers nannte, Kohlenstofffasern von immenser Festigkeit für ihre mikroskopische Größe.

Kohlenstoff heute

Wissenschaftler und Unternehmen auf der ganzen Welt haben das Material weiter studiert und weiterentwickelt.

In der Vergangenheit hatte Kohlefaser begrenzte mechanische Eigenschaften und Anwendungen. Es wurde geformt und dann überhitzt, um zu verkohlen, ein Prozess, der Pyrolyse genannt wird.

Die Entwicklung von Kohlefaser seit den 1950er Jahren hat zu Fortschritten in der Herstellung geführt, die es ermöglichen, fast alles aus Kohlefaser herzustellen.

Die Anwendungen erstrecken sich über fast alle Branchen:

• Luft- und Raumfahrt
• Medizin
• Auto
• Grüne Energie
• Haushaltsprodukte.

Die Zukunft

Die Wirtschaftlichkeit der Entwicklung des Materials war in der Vergangenheit eine große Abschreckung. Insgesamt sind die Preise von 15 $ pro Pfund auf 7 $ pro Pfund gesunken.

Sie werden einen Abwärtstrend fortsetzen, da Technologie und Fertigung weiter voranschreiten.

Die Vielseitigkeit, Festigkeit und Leichtbaueigenschaften von Kohlefasermaterial machen es zum Material der Zukunft. Es hat grenzenlose Anwendungen in jeder Branche, die Sie sich vorstellen können.

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