Fibra de carbono: el rey de los nuevos materiales

Introducción a la fibra de carbono


fibra de carbono Es un nuevo tipo de material fibroso de alta resistencia y alto módulo con un contenido de carbono superior al 95%. Se trata de un material de grafito microcristalino obtenido al someter fibras orgánicas —compuestas por cristalitos de grafito laminares apilados y alineados a lo largo del eje de la fibra— a procesos de carbonización y grafitización.

fibra de carbono Es más ligero que el aluminio pero más resistente que el acero. Posee características como resistencia a la corrosión, alto módulo de elasticidad, baja densidad, ausencia de deformación por fluencia, excelente conductividad eléctrica y térmica, resistencia a temperaturas ultraaltas en ambientes no oxidantes y resistencia superior a la fatiga. Al combinar las propiedades intrínsecas de los materiales de carbono con la suavidad y procesabilidad de las fibras textiles, se utiliza ampliamente en sectores como la defensa y el ejército, la industria aeroespacial, el equipamiento deportivo, la industria automotriz, los equipos energéticos, los dispositivos médicos, la maquinaria de construcción, el transporte y el refuerzo estructural. Es un material estratégico crucial para el desarrollo de la defensa nacional y la economía del país.

Clasificación de la fibra de carbono

Por materia prima: Las fibras de carbono se clasifican principalmente en tres tipos: a base de rayón, a base de brea y a base de poliacrilonitrilo (PAN). Entre ellas, la fibra de carbono a base de PAN es la precursora más prometedora para la producción de fibra de carbono de alto rendimiento debido a su sencillo proceso de fabricación, menores costes, alto rendimiento de carbonización y excelentes propiedades mecánicas. Las fibras de carbono producidas a partir de PAN ofrecen el mejor rendimiento general, se basan en procesos de producción maduros y sencillos, y cuentan con la gama más amplia de aplicaciones, los mayores volúmenes de producción y la mayor variedad de tipos; dominan el mercado mundial, representando más del 90 % de la producción mundial total.
Por rendimiento: Las fibras de carbono se pueden clasificar en tipos de uso general, alta resistencia (GQ), alta resistencia/módulo medio (QZ), alto módulo (GM) y alta resistencia/alto módulo (QM). Debido a la posición dominante de Toray Industries en el sector, sus designaciones de productos se han convertido en estándares de la industria. Los productos se clasifican generalmente en la serie "T" de alta resistencia y la serie "M" de alto módulo (los modelos específicos se enumeran a continuación). Los números más altos indican grados de rendimiento superiores, y los grados con una letra de sufijo superan a los que no la tienen (por ejemplo, T300B supera a T300).
Por tamaño de remolque: La fibra de carbono se clasifica en variedades de fibra de filamento fino y de filamento grueso. La fibra de carbono de filamento fino inicialmente consistía principalmente en grados 1K, 3K y 6K, antes de evolucionar para incluir 12K y 24K; se utiliza principalmente en sectores de alta tecnología, como la defensa nacional y la industria aeroespacial (aeronaves, misiles, cohetes y satélites), así como en equipos deportivos y de ocio, como aparejos de pesca, palos de golf y raquetas de tenis. La fibra de carbono con un tamaño de filamento de 48K o superior, incluyendo 48K, 60K y 80K, se clasifica generalmente como fibra de carbono de filamento grueso. Se utiliza principalmente en aplicaciones industriales, abarcando sectores como el textil, la sanidad, la electromecánica, la ingeniería civil y la construcción, el transporte y la energía.

Características de la fibra de carbono