من ماذا تصنع الياف الكربون، ألياف الكربون أو ما تسمى بألياف الجرافيت، تعتبر ذات خيوط دقيقة جداً ولديها قوة شد عالية مقارنة في حجمها، حيث تم إعتبار ألياف الكربون كأقوى مادة وجدت على سطح الأرض، ولكن حجمها صغير جداً حيث تصل 0.0001 سنتيمتر للميكرومتر الواحد وتتراوح أقطارها ما بين 5-10 ميكرومتر، بالإضافة إلى كونها من المواد الصلبة جداً حيث تشتهر بالمقاومة العالية كيميائياً وتحمل درجات الحرارة، والسؤال الأساسي هنا والذي يسأل بشكل كبير هو من ماذا تصنع الياف الكربون التي تستخدم في المواد الهندسية والفضاء والمعدات الرياضية وغيرها من الأمثلة اللانهائية.
من ماذا تصنع ألياف الكربون
تصنع خيوط الكربون من عدة ألياف كربونية، وكل خيط من هذه الخيوط يتكون مما يقدر بالألاف من الألياف الكربونية المتلاصقة، وتعد إستخدامات الكربون لامحدودة حيث تستخدم في المواد الهندسية، الأدوات الرياضية، المعدات الموسيقية، الفضاء الجوي، بالإضافة إلى المركبات ذات الأداء العالي.
وتصنع الياف الكربونات من عدة بوليمرات تصنف بالعضوية والتي تتكون أساساً من عدة سلاسل طويلة من الجزيئات والتي تعقد مع ذرات الكربون ليتم تصنيع 90% من ألياف الكربون نسبة 10% المتبية تصنع فيها كميات صغيرة من الحرير الصناعي وعمليات بترولية.
كيف يتم تصنيع ألياف الكربون
ستم سحب المواد الخام أو المواد الأولية في عملية التصنيع ومن ثم نسجها على شكل خطوط أو ألياف طويلة ثم نسجها في نسيج أو دمجها مع مواد أخرى، ومن ثم غزلها بالأشكال والأحجام المطلوبة، وتمر عملية تصنيع ألياف الكربون بخمسة مراحل أساسية وهي:
– الغزل. يتم خلط متعدد الأكريلونيتريل PAN مع المكونات الأخرى ويغزل غلى شكل ألياف والتي يتم غسلها وتمددها.
– التثبيت. حدوث معالجات كيميائية لتحقيق التثبيت.
– الكربنة : تسخين الألياف المثبتة إلى درجة حرارة عالية للغاية تشكل بلورات كربونية مترابطة بإحكام.
– معالجة السطح: يتم أكسدة سطح الألياف لتحسين خصائص الترابط.
– التحجيم. تُغَطَّى الألياف وتُلصق على البكرات ، التي تُحمَّل على آلات الغزل و التي تغزل الألياف في خيوط مختلفة الأحجام. و بدلا من أن تنسج على شكل أقمشة، فقد يتمك دمج الألياف مع مواد أخرى لتشكل المتراكبات (المواد المركبة) . و لتكوين المواد المركبة فإن الحرارة أو الضغط أو التفريغ يعمل على ربط الألياف مع المبلمر البلاستيكي.
وختماماً بعدما زودناكم بإجابة من ماذا تصنع ألياف الكربون، وجب التنويه بأن عملية تصنيع ألياف الكربون يواجه مصنعيها الكثير من التحديات أهمها التكلفة العالية للتصنيع والتعديلات والإصلاحات، وقد تسبب تهيجاً في الجلد والجهاز التنفسي للشخص لذلك وجب التنويه بأن هذه العملية تتطلب الاهتمام بإجراءات السلامة الكاملة.