La fibra di carbonio è prodotta dall’ossidazione controllata, carbonizzazione e grafitizzazione di precursori organici ricchi di carbonio che sono già in forma di fibra. Il precursore più comune è il poliacrilonitrile (PAN), perché dà le migliori proprietà della fibra di carbonio, ma le fibre possono essere prodotte anche dalla pece o dalla cellulosa. Variando il processo di grafitizzazione si ottengono fibre ad alta resistenza (@ ~2.600°C) o ad alto modulo (@3.000°C) con altri tipi nel mezzo. Una volta formata, la fibra di carbonio ha un trattamento superficiale applicato per migliorare il legame con la matrice e l’apprettatura chimica che serve a proteggerla durante la manipolazione.

Quando la fibra di carbonio fu prodotta per la prima volta alla fine degli anni sessanta, il prezzo per il grado base ad alta resistenza era di circa 200 £/kg. Nel 1996 la capacità mondiale annuale era aumentata a circa 7.000 tonnellate e il prezzo per il grado equivalente (ad alta resistenza) era di 15-40 sterline/kg. Le fibre di carbonio sono solitamente raggruppate in base alla fascia di modulo in cui rientrano le loro proprietà. Queste fasce sono comunemente denominate: alta resistenza (HS), modulo intermedio (IM), alto modulo (HM) e ultra alto modulo (UHM). Il diametro del filamento della maggior parte dei tipi è di circa 5-7 µm. La fibra di carbonio ha la più alta rigidità specifica di qualsiasi fibra disponibile in commercio, una resistenza molto elevata sia in tensione che in compressione e un’alta resistenza alla corrosione, al creep e alla fatica. La loro forza d’impatto, tuttavia, è inferiore a quella del vetro o dell’aramide, con caratteristiche particolarmente fragili esposte dalle fibre HM e UHM.

Pubblicato per gentile concessione di David Cripps, Gurit

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