Serat Karbon—Raja Bahan Baharu

Pengenalan kepada Serat Karbon


Serat karbon ialah sejenis bahan gentian baharu berkekuatan tinggi dan modulus tinggi dengan kandungan karbon melebihi 95%. Ia ialah bahan grafit mikrokristalin yang diperoleh dengan mengenakan gentian organik—yang terdiri daripada kristal grafit seperti kepingan yang disusun sejajar di sepanjang paksi gentian—kepada proses pengkarbonan dan penggrafitan.

Serat karbon Lebih ringan daripada aluminium namun lebih kuat daripada keluli. Ia mempunyai ciri-ciri seperti rintangan kakisan, modulus tinggi, ketumpatan rendah, sifar rayapan, kekonduksian elektrik dan haba yang sangat baik, rintangan terhadap suhu ultra tinggi dalam persekitaran bukan pengoksidaan, dan rintangan lesu yang unggul. Menggabungkan sifat intrinsik bahan karbon dengan kelembutan dan kebolehprosesan gentian tekstil, ia digunakan secara meluas dalam sektor termasuk pertahanan dan ketenteraan, aeroangkasa, peralatan sukan, industri automotif, peralatan tenaga, peranti perubatan, jentera pembinaan, pengangkutan dan pengukuhan struktur. Ia merupakan bahan strategik yang penting untuk pembangunan pertahanan negara dan ekonomi negara.

Pengelasan Serat Karbon

Mengikut Bahan Mentah: Gentian karbon terutamanya dikategorikan kepada tiga jenis: berasaskan rayon, berasaskan pic, dan berasaskan poliakrilonitril (PAN). Antaranya, gentian karbon berasaskan PAN merupakan pelopor yang paling menjanjikan untuk pengeluaran gentian karbon berprestasi tinggi kerana proses pembuatannya yang mudah, kos yang lebih rendah, hasil pengkarbonan yang tinggi, dan sifat mekanikal yang sangat baik. Gentian karbon yang dihasilkan daripada PAN menawarkan prestasi keseluruhan yang terbaik, bergantung pada proses pengeluaran yang matang dan mudah, dan mempunyai pelbagai aplikasi yang paling luas, jumlah pengeluaran tertinggi, dan pelbagai jenis yang paling banyak; ia menguasai pasaran global, menyumbang lebih 90% daripada jumlah pengeluaran global.
Mengikut Prestasi: Gentian karbon boleh dikelaskan kepada jenis kegunaan umum, kekuatan tinggi (GQ), kekuatan tinggi/modulus sederhana (QZ), modulus tinggi (GM), dan kekuatan tinggi/modulus tinggi (QM). Disebabkan kedudukan dominan Toray Industries dalam bidang ini, sebutan produknya telah menjadi piawaian industri. Produk secara amnya dikategorikan kepada siri "T" kekuatan tinggi dan siri "M" modulus tinggi (model khusus disenaraikan di bawah). Nombor yang lebih tinggi menunjukkan gred prestasi yang lebih tinggi, dan gred dengan huruf akhiran mengatasi gred yang tidak mempunyai huruf akhiran (contohnya, T300B mengatasi T300).
Mengikut saiz tunda: Serat karbon dikategorikan kepada jenis tunda kecil dan tunda besar. Serat karbon tunda kecil pada mulanya terdiri terutamanya daripada gred 1K, 3K dan 6K sebelum berkembang menjadi 12K dan 24K; ia digunakan terutamanya dalam sektor berteknologi tinggi—seperti pertahanan negara dan aeroangkasa (pesawat, peluru berpandu, roket dan satelit)—serta dalam peralatan sukan dan riadah seperti peralatan memancing, kayu golf dan raket tenis. Serat karbon dengan saiz tunda 48K atau lebih tinggi—termasuk 48K, 60K dan 80K—secara amnya dikelaskan sebagai serat karbon tunda besar. Ia digunakan terutamanya dalam aplikasi perindustrian, merangkumi sektor seperti tekstil, penjagaan kesihatan, elektromekanik, kejuruteraan awam dan pembinaan, pengangkutan dan tenaga.

Ciri-ciri Serat Karbon