A cosa servono le fibre di carbonio

Pubblicato il da julie

 

 

 

 

Il carbonio è un componente del Sistema periodico degli elementi chimici; è cioè un elemento base della chimica alla stessa stregua, ad esempio, dell'ossigeno e dell'idrogeno, costituenti, come tutti sanno, della molecola dell'acqua. Il Carbonio, in natura lo si trova presente in parecchi materiali quali: il carbone, il petrolio, il carbonato di calcio, (l'anidride carbonica dell'aria e altri. Inoltre il Carbonio dà origine a tutta la Chimica Organica, dalle materie plastiche alla chimica farmaceutica.

Struttura della fibra di Carbonio

 

La fibra di Carbonio è una struttura costituita da sottili filamenti di Carbonio, sviluppati nella loro dimensione longitudinale e tenuti assieme da una matrice di materia legante. Tale materiale in genere plastico o resina organica, ha la funzione di proteggere le fibre di Carbonio e di dare al manufatto una forma precisa e resistente alle sollecitazioni esterne.

Per realizzare la fibra di Carbonio occorre per prima cosa produrre il substrato di filamenti di Carbonio, poi si aggiunge la matrice e si da forma al manufatto.

Per produrre i filamenti di Carbonio si procede all'ossidazione e alla pirolisi termica del poliacrilonitrile (PAN), polimero a base di nitrile acrilico usato per la produzione di materie plastiche. Il PAN viene portato a 300° c in aria. Il prodotto dell'ossidazione viene quindi posto in una fornace e riscaldato a 2000°C in atmosfera di gas inerte; si ha qindi la formazione di grafite. In tal modo si ha al condensazione delle catene polimeriche con produzione di ristretti fogli di grafene, che infine si fondono generando un singolo filamento. Si ottiene un materiale con contenuto in Carbonio tra il 92% e il 96%. Fibre analoghe possono essere prodotte utilizzando pece.

La fase successiva è quella di ottenere una fibra filabile e intrecciabile; si ottengono dei panni che vanno poi immersi nella matrice. Si produce quindi il manufatto della forma desiderata.

 

Utilizzazioni

La fibra di Carbonio è usata soprattuttto per rinforzare i materiali compositi, in particolar modo i polimeri plastici. A causa delle caratteristiche di resistenza e leggerezza del peso, la fibra viene utilizzata per la produzione della casse degli orologi e del quadrante. Nella fabbricazione degli orologi, il materiale è spesso combinato con un polimero per aumentarne la resistenza.

Il carbonio-carbonio (RCC; Reinforced Carbon-Carbon) consiste in un rinforzo di fibra di carbonio in una matrice di grafite e viene utilizzato in applicazioni che richiedono l'esposizione a temperature elevate, come nel caso degli scudi termici dei veicoli spaziali o dei freni della auto di Formula uno; così come nelle bici in carbonio dove i forcellini del carro e della forcella sono realizzati in questo materiale.

E' anche in corso dal 2009 la produzione di aerei di linea con largo uso di fibra di Carbonio.

Foto Flickr- di Roby Ferrari

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Rosario 06/11/2012 11:28

Qualcosa sul carbonio credo di averla scritta pure io in passato.....

julie 06/11/2012 11:49



sì lo avevo anche letto...



Laura 05/16/2012 21:21

Oh mamma che cose complicate... :-)

julie 05/16/2012 22:00



ma no, dai Laura...



Rosario 05/16/2012 19:41

Molto interessante il tuo articolo, lo giro ad un amico. :D

julie 05/16/2012 21:59



sono contenta che ti sia piaciuto...