Koltrefjaplata er byggingarefni sem er framleitt úr samsettu efni sem samanstendur af koltrefjum og plastefni. Vegna einstakra eiginleika samsetta efnisins er afurðin létt en samt sterk og endingargóð.
Til að laga koltrefjaplötur að notkun á mismunandi sviðum og atvinnugreinum, þar á meðal flug- og geimferðaiðnaði, bílaiðnaði o.s.frv., eru einnig til margar mismunandi gerðir. Í þessari grein munum við skoða nánar hvar koltrefjaplötur eru notaðar og hversu sterkar þær eru í samanburði við önnur efni.
Á hvaða svæðum verða kolefnisþráðarplötur notaðar?
Koltrefjaplötur og plötur má nota í fjölbreyttum atvinnugreinum, þar á meðal bílaiðnaði, flug- og geimferðaiðnaði, hljóðfærum, íþróttavörum og lækningatækjum.
Í bílaiðnaðinum eru kolefnisþráðarplötur notaðar til að styrkja bílahluti eins og hurðir, vélarhlífar, stuðara, brettabönd og þakboga. Bílaframleiðendur nota oft stál til að framleiða þessa hluti. Stál, þótt það sé ódýrara, er miklu þyngra en kolefnisþráður. Til að gera ökutæki eins og kappakstursbíla léttari eru kolefnisþráðarplötur oft notaðar til að skipta út mörgum stálhlutum.
Í flug- og geimferðaiðnaðinum eru koltrefjaplötur notaðar til að búa til flugvélahluti eins og skrokkplötur, stjórnfleti og vængenda. Þessir íhlutir eru léttir en samt sterkir. Koltrefjar eru mikið notaðir í flug- og geimferðaiðnaðinum vegna framúrskarandi styrkleikahlutfalls þeirra. Þar sem koltrefjar hafa svo fallegt útlit eru þeir einnig tilvaldir fyrir innréttingar flugvéla.
Líkt og byggingarefni í bílum eru efni eins og ál og stál algeng í flugvélagerð. Hins vegar eru farþegaflugfélög í auknum mæli að nota kolefnisþráðasamsetningar til að búa til léttari og sterkari flugvélaskrokka. Þetta er vegna þess að kolefnisþráður er miklu léttari en stál, miklu léttari en ál og miklu sterkari og hægt er að móta hann í hvaða lögun sem er.
Hversu sterkar eru kolefnisþráðarplötur?
Þegar kolefnisþráður er borinn saman við önnur efni eins og stál og ál eru nokkrir eiginleikar teknir með í reikninginn. Hér eru nokkrir afkastamælikvarðar sem almennt eru notaðir til samanburðar:
- Teygjanleikastuðull = stífleiki efnisins. Hlutfall spennu og álags í efni. Halli spennu-álagsferilsins í efninu á teygjanlegu svæðinu.
- Togstyrkur = Hámarksspenna sem efni þolir áður en það brotnar.
- Þéttleiki = massi efnis á rúmmálseiningu.
- Eðlisstífleiki = teygjanleikastuðull deilt með efnisþéttleika, notað til að bera saman efni með mismunandi þéttleika.
- Eðlisfræðilegur togstyrkur = togstyrkur deilt með efnisþéttleika.
Koltrefjaplötur hafa mjög hátt styrkleikahlutfall, sem þýðir að þær eru miklu sterkari en önnur efni af sömu þyngd. Til dæmis hefur koltrefja nákvæman styrk sem er næstum fjórum sinnum meiri en ál, sem gerir koltrefjaplötur að kjörnu efni fyrir fjölbreytt notkunarsvið, sérstaklega þegar þyngd er mikilvægur þáttur.
Þó að bæði kolefnisþræðir og stál séu mjög aflögunarþolin, þá er stál fimm sinnum þéttara en kolefnisþræðir. Þyngdarhlutfall kolefnisþráða er næstum tvöfalt meira en stáls.
Í stuttu máli er koltrefjaplata eins konar samsett efni með miklum styrk, léttleika og fjölhæfni. Í mörgum atvinnugreinum veitir styrkleikahlutfall koltrefja verulegan ávinning hvað varðar afköst.
Birtingartími: 13. maí 2022 
