Fibra de carbono
Páginas: 10 (2345 palabras)
Publicado: 23 de julio de 2014
La fibra de carbono, un material para el siglo 21
La fibra de carbono es el desarrollo más reciente en el campo de los materiales compuestos siguiendo la idea de que uniendo fibras sintéticas con varias resinas, se pueden lograr materiales de baja densidad, muy resistentes y duraderos.
Pascual Bolufer. Físico del Instituto Químico de Sarriá
La fibra de carbono (FC) se desarrollóinicialmente para la industria espacial, pero ahora, al bajar de precio, se ha extendido a otros campos: la industria del transporte, aeronáutica, al deporte de alta competición y, últimamente encontramos la FC hasta en carteras de bolsillo y relojes.
La FC está compuesta por muchos hilos de carbono en forma de hebra. Existen muchas clases de FC con propiedades diversas, adaptadas a muchas aplicaciones.Para hacernos una idea, basta comparar la FC con el acero:
Característica FC Acero
Mód. de resistencia a la tracción 3,5 1,3
Resistencia específica 2,0 0,17
Densidad 1,75 7,9
Su resistencia es casi 3 veces superior a la del acero, y su densidad es 4,5 veces menor.
En cuanto a módulo de elasticidad hay una amplia gama de FC desde 240 hasta 400.
Otras propiedades muyapreciables en la fibra de carbono son la resistencia a la corrosión, al fuego e inercia química y la conductividad eléctrica. Ante variaciones de temperatura conserva su forma.
Es un caso común de metonimia, en el cual se le da al todo el nombre de una parte: el nombre de las FC que refuerzan la matriz de resina.
La fibra de carbono es un polímero convertido en fibra. En la mayoría de los casos, lasFC permanecen como carbón no grafítico. El término fibra de grafito solo está justificado, cuando las FC han sido sometidas a un tratamiento térmico de grafitización (2000-3000 ºC),que les confiere un orden cristalino tridimensional, observable mediante rayos X.
La cristalografía de rayos X nos permite conocer la estructura exacta de cada tipo de FC. Nos resulta extraño, pero nos recuerda muchoal grafito: una estructura hexagonal. El grafito, la mina de lápiz, es todo lo contrario: blando y frágil. Es un alótropo del carbono.
A nivel atómico no podemos comprender las diferencias entre la fibra de carbono y el grafito, pero la estructura es diferente: observamos muchos cambios en la superposición de las fibras y las cintas en la FC y en el grafito.
El grafito tiene una estructuraplana triangula con enlaces triples y queda un electrón libre. Este electrón libre explica que el grafito es una de las pocas estructuras no metálicas que conducen la electricidad. La fibra de carbono también es conductora.
foto
La fibra de grafito cristaliza en el sistema exagonal,el panal de abeja. La mayoría de las fibras no son de grafito sino de carbono,obtenidas a menor temperatura.Examinar la fibra de carbono es estudiar el carbono
Es sin duda el más versátil de los elementos que conoce el hombre, como podemos ver por el hecho de que es la base de la vida en el planeta. El carbono forma parte de toda la química orgánica y de 20 millones de moléculas conocidas, de las cuales el 79 por ciento las clasificamos como orgánicas.
El átomo de carbono tiene 6 electrones, con laparticularidad de que puede formar 4 enlaces covalentes con otros átomos, con lo cual adquiere una geometría de tetraedro, que nos recuerda al diamante.
El carbono se puede combinar con muchos elementos como: N, S, O, Cl, Br y P que son estables termodinámicamente, y con otros átomos de carbono con uniones muy fuertes (el diamante) y puede formar cadenas de carbonos de gran longitud.Síntesis de la fibra de carbono
Un método común de obtener filamentos de carbono es la oxidación y pirólisis térmica del PAN (poliacrilonitrilo), un polímero usado para crear muchos materiales sintéticos. Como todos los polímeros, el PAN forma largas cadenas de moléculas, alineadas para hacer el filamento continuo. Cuando se caliente el PAN en correctas condiciones de temperatura, las cadenas PAN...
La fibra de carbono es el desarrollo más reciente en el campo de los materiales compuestos siguiendo la idea de que uniendo fibras sintéticas con varias resinas, se pueden lograr materiales de baja densidad, muy resistentes y duraderos.
Pascual Bolufer. Físico del Instituto Químico de Sarriá
La fibra de carbono (FC) se desarrollóinicialmente para la industria espacial, pero ahora, al bajar de precio, se ha extendido a otros campos: la industria del transporte, aeronáutica, al deporte de alta competición y, últimamente encontramos la FC hasta en carteras de bolsillo y relojes.
La FC está compuesta por muchos hilos de carbono en forma de hebra. Existen muchas clases de FC con propiedades diversas, adaptadas a muchas aplicaciones.Para hacernos una idea, basta comparar la FC con el acero:
Característica FC Acero
Mód. de resistencia a la tracción 3,5 1,3
Resistencia específica 2,0 0,17
Densidad 1,75 7,9
Su resistencia es casi 3 veces superior a la del acero, y su densidad es 4,5 veces menor.
En cuanto a módulo de elasticidad hay una amplia gama de FC desde 240 hasta 400.
Otras propiedades muyapreciables en la fibra de carbono son la resistencia a la corrosión, al fuego e inercia química y la conductividad eléctrica. Ante variaciones de temperatura conserva su forma.
Es un caso común de metonimia, en el cual se le da al todo el nombre de una parte: el nombre de las FC que refuerzan la matriz de resina.
La fibra de carbono es un polímero convertido en fibra. En la mayoría de los casos, lasFC permanecen como carbón no grafítico. El término fibra de grafito solo está justificado, cuando las FC han sido sometidas a un tratamiento térmico de grafitización (2000-3000 ºC),que les confiere un orden cristalino tridimensional, observable mediante rayos X.
La cristalografía de rayos X nos permite conocer la estructura exacta de cada tipo de FC. Nos resulta extraño, pero nos recuerda muchoal grafito: una estructura hexagonal. El grafito, la mina de lápiz, es todo lo contrario: blando y frágil. Es un alótropo del carbono.
A nivel atómico no podemos comprender las diferencias entre la fibra de carbono y el grafito, pero la estructura es diferente: observamos muchos cambios en la superposición de las fibras y las cintas en la FC y en el grafito.
El grafito tiene una estructuraplana triangula con enlaces triples y queda un electrón libre. Este electrón libre explica que el grafito es una de las pocas estructuras no metálicas que conducen la electricidad. La fibra de carbono también es conductora.
foto
La fibra de grafito cristaliza en el sistema exagonal,el panal de abeja. La mayoría de las fibras no son de grafito sino de carbono,obtenidas a menor temperatura.Examinar la fibra de carbono es estudiar el carbono
Es sin duda el más versátil de los elementos que conoce el hombre, como podemos ver por el hecho de que es la base de la vida en el planeta. El carbono forma parte de toda la química orgánica y de 20 millones de moléculas conocidas, de las cuales el 79 por ciento las clasificamos como orgánicas.
El átomo de carbono tiene 6 electrones, con laparticularidad de que puede formar 4 enlaces covalentes con otros átomos, con lo cual adquiere una geometría de tetraedro, que nos recuerda al diamante.
El carbono se puede combinar con muchos elementos como: N, S, O, Cl, Br y P que son estables termodinámicamente, y con otros átomos de carbono con uniones muy fuertes (el diamante) y puede formar cadenas de carbonos de gran longitud.Síntesis de la fibra de carbono
Un método común de obtener filamentos de carbono es la oxidación y pirólisis térmica del PAN (poliacrilonitrilo), un polímero usado para crear muchos materiales sintéticos. Como todos los polímeros, el PAN forma largas cadenas de moléculas, alineadas para hacer el filamento continuo. Cuando se caliente el PAN en correctas condiciones de temperatura, las cadenas PAN...
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