Aufgrund ihrer hohen Festigkeit, ihres geringen Gewichts und ihrer Haltbarkeit werden Kohlefasern häufig in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Windkrafterzeugung, bei Sportartikeln, im Bauwesen, in der medizinischen Ausrüstung, bei elektronischen Produkten und bei Schutzausrüstungen eingesetzt.
Wie wir alle wissen,
Kohlefaser ist ein Bündelmaterial. Je nach Bündelgröße der Faser werden Carbonfasern in Small-Tow-Carbonfasern (Bündelanzahl ≤ 24K) und Large-Tow-Carbonfasern (Bündelanzahl > 24K) unterteilt. K steht für tausend Filamente im Bündel. Beispielsweise bedeutet 3K-Spezifikation, dass jedes Bündel 3.000 Filamente enthält, und 12K-Spezifikation bedeutet, dass jedes Bündel 12.000 Filamente enthält.
Je nach Quelle des Vorläufers variiert auch der Durchmesser jedes Filaments im Kohlenstofffaserbündel. Beispielsweise beträgt der Filamentdurchmesser von asphaltbasierten Kohlenstofffasern über 10 μm, während der Filamentdurchmesser von PAN-basierten Kohlenstofffasern 5–8 μm beträgt und der Kohlenstoffgehalt bei etwa 95 % liegt. Bei hochmoduligen PAN-basierten Kohlenstofffasern kann der Filamentdurchmesser bis zu 4,5 μm betragen, und der Kohlenstoffgehalt liegt bei bis zu 99 %.
Dieser Artikel stellt kurz die wichtigsten Eigenschaften und typischen Anwendungen von Kohlenstofffasern verschiedener Spezifikationen wie 1K, 2K, 3K, 6K usw. vor.
1K Kohlefaser
1K-Kohlefaser: Eine sehr seltene Faser, die leichter als andere Fasern und sehr teuer ist. Sie wird hauptsächlich zur Veredelung verwendet. Die meisten Unternehmen können die Spannung im Gewebe nicht einmal berechnen. Die ungefähre lineare Dichte beträgt 66 g/1000 m.
2K-Kohlefaser
2K-Kohlefaser: Die seltenste Kohlefaser auf dem Markt. Derzeit wird sie von höchstens zwei Kohlefaserherstellern weltweit hergestellt. Sie verleiht Kohlefaserbrettern optimale Steifigkeit, geringes Gewicht und gute vertikale Nachgiebigkeit (Komfort), ist aber auch sehr teuer.
3K-Kohlefaser
3K-Kohlefaser: Die beliebteste und gebräuchlichste Kohlefaserart. Sie verleiht Kohlefaserplatten einen klassischen Kohlefaser-Look. 3K ist das Arbeitspferd der Kohlefaser. Es ist leicht, relativ stabil und einfach herzustellen. 3K hat eine höhere Bruchdehnung und Zugfestigkeit als 6K, 9K oder 12K.
Aufgrund des geringeren Fasergewichts der 3K-Faser können dünnere Gewebe als 12K-Fasern gewebt oder mit Filamenten zu dünnen Schläuchen gewickelt werden. Sie wird hauptsächlich in der Luftfahrt, Industrie, im Bauwesen, im Sport und in der Freizeitbranche eingesetzt und hat eine typische lineare Dichte von 198 g/1000 m.
6K Kohlefaser
6K-Kohlefaser: 6K lässt sich leichter benetzen als 12K und bietet einen besseren Drapiereffekt. Sie wird in der Luft- und Raumfahrt, Gebäudebewehrung, Automobilmodifikation und anderen Bereichen eingesetzt und hat eine lineare Dichte von 396 g/1000 m.
12K Kohlefaser
12K-Kohlefaser: Die meisten Kohlefaserhersteller verwenden 12K-Gewebe, um Kosten zu sparen, da 12K-Gewebe günstiger sind als andere K-Gewebe. 12K ist einfacher herzustellen, erfordert weniger Aufwand und ist günstiger. Es hat eine höhere Zugfestigkeit, ist aber für einige Fahrradkonstruktionen nicht geeignet. Es wird hauptsächlich im Militär, in Industrierobotern und wissenschaftlichen Geräten eingesetzt und hat eine lineare Dichte von 800 g/1000 m.
24K und 48K Kohlefaser
24K- und 48K-Kohlefaser: hauptsächlich Kohlefaser in Industriequalität, daher wird sie hauptsächlich bei der Herstellung von Filtern, Wärmedämmung, beim Nähen von Arbeitskleidung, bei der Herstellung von Polstermöbeln und Matratzen usw. verwendet.
