a CFRP-ket széles körben használják a csúcskategóriás autóversenyzésben. A szénszál magas költségeit enyhíti az anyag felülmúlhatatlan szilárdság-súly aránya, és az alacsony súly elengedhetetlen a nagy teljesítményű autóversenyzéshez. A versenyautók gyártói olyan módszereket is kidolgoztak, amelyek a szénszálas darabok szilárdságát egy bizonyos irányban biztosítják, így teherhordó irányban erősek, de gyengék azokban az irányokban, ahol alig vagy egyáltalán nem terhelik a tagot. Ezzel szemben a gyártók minden irányú szénszálas szövéseket fejlesztettek ki, amelyek minden irányban erőt alkalmaznak. Ezt a típusú szénszálas szerelvényt a legszélesebb körben használják a nagy teljesítményű versenyautók “biztonsági cella” monokokk alvázszerelvényében. Az első szénszálas monokokk alvázat a Formula One-ban mutatta be McLaren az 1981-es szezonban. John Barnard tervezte, és a következő szezonban más F1-es csapatok széles körben lemásolták az autók alvázának nyújtott extra merevség miatt.

az elmúlt évtizedekben számos szuperautó széles körben beépítette a CFRP-t a gyártásba, monokokk alvázukhoz, valamint más alkatrészekhez használva. Már 1971-ben a Citro Onclain SM opcionális könnyű szénszálas kerekeket kínált.

Az anyag felhasználását könnyebben elfogadták az alacsony volumenű gyártók, akik elsősorban karosszériapanelek készítésére használták néhány csúcskategóriás autójukhoz, mivel megnövekedett szilárdsága és kisebb súlya volt a termékeik többségéhez használt üvegerősítésű polimerhez képest.

Civil engineeringEdit

a CFRP figyelemre méltó anyaggá vált a szerkezeti mérnöki alkalmazásokban. Tanulmányozott egy tudományos összefüggésben, hogy a potenciális előnyöket az építőiparban, azt is bebizonyította, hogy költséghatékony számos területen alkalmazások erősítése beton, falazat, acél, öntöttvas, és fa szerkezetek. Az iparban történő felhasználása lehet egy meglévő szerkezet megerősítésére szolgáló utólagos felszerelés, vagy acél helyett alternatív erősítő (vagy előfeszítő) anyagként a projekt kezdetétől.

az utólagos felszerelés az anyag egyre dominánsabbá vált az építőiparban, és az alkalmazások közé tartozik a régi szerkezetek (például hidak) terhelhetőségének növelése, amelyeket úgy terveztek, hogy elviseljék a ma tapasztaltnál jóval alacsonyabb szolgáltatási terhelést, a szeizmikus utólagos felszerelés és a sérült szerkezetek javítása. Az utólagos felszerelés sok esetben népszerű, mivel a hiányos szerkezet cseréjének költsége jelentősen meghaladhatja a CFRP használatával történő megerősítés költségeit.

vasbeton szerkezetekre alkalmazva a hajlítás érdekében a CFRP általában nagy hatással van a szilárdságra (a szakasz szilárdságának megkétszerezése vagy nagyobb mértékű megkétszerezése nem ritka), de csak a merevség mérsékelt növekedése (talán 10% – os növekedés). Ez azért van, mert az ebben az alkalmazásban használt anyag jellemzően nagyon erős (például 3000 MPa végső szakítószilárdság, több mint 10-szer enyhe acél), de nem különösebben merev (150-250 GPa, valamivel kevesebb, mint az acél, Jellemző). Ennek következtében csak az anyag kis keresztmetszeti területeit használják. A nagyon nagy szilárdságú, de mérsékelt merevségű kis területek jelentősen növelik az erőt, de nem merevséget.

a CFRP alkalmazható a vasbeton nyírószilárdságának fokozására úgy is, hogy szöveteket vagy szálakat csomagol a megerősítendő szakasz köré. A szakaszok (például híd vagy épületoszlopok) köré tekerése szintén javíthatja a szakasz alakíthatóságát, jelentősen növelve az összeomlással szembeni ellenállást földrengés terhelése alatt. Az ilyen szeizmikus utólagos felszerelés a földrengésre hajlamos területeken a fő alkalmazás, mivel sokkal gazdaságosabb, mint az alternatív módszerek.

Ha egy oszlop kör alakú (vagy majdnem így van), akkor az axiális kapacitás növekedését csomagolással is el lehet érni. Ebben az alkalmazásban a CFRP burkolat bezárása növeli a beton nyomószilárdságát. Bár a végső összeomlási terhelésnél nagy növekedés érhető el, a beton csak kissé megnövelt terhelés mellett reped meg, ami azt jelenti, hogy ezt az alkalmazást csak alkalmanként használják. A speciális ultra-magas modulusú CFRP (420 GPa vagy annál nagyobb szakítószilárdsággal) az öntöttvas gerendák megerősítésének kevés gyakorlati módszere. Tipikus használat esetén a szakasz húzókarimájához van kötve, mind a szakasz merevségét növeli, mind a semleges tengelyt leengedi, ezáltal nagymértékben csökkenti az öntöttvas maximális húzófeszültségét.

Az Egyesült Államokban az előre feszített betonhengercsövek (PCCP) teszik ki a vízátviteli hálózatok túlnyomó többségét. Nagy átmérőjük miatt a PCCP meghibásodása általában katasztrofális, és nagy populációkat érint. Körülbelül 19 000 mérföld (31 000 km) PCCP-t telepítettek 1940 és 2006 között. A hidrogén-ridegség formájában fellépő korróziót sok PCCP-vonalban az előfeszítő vezetékek fokozatos romlásáért okolták. Az elmúlt évtizedben a CFRP-ket felhasználták a PCCP belső vonalához, ami teljesen strukturális erősítő rendszert eredményezett. A PCCP-vonalon belül a CFRP-bélés gátként működik, amely szabályozza az acélhenger által a fogadó csőben tapasztalt feszültség szintjét. A kompozit bélés lehetővé teszi az acélhenger rugalmas tartományán belüli teljesítését, hogy biztosítsa a csővezeték hosszú távú teljesítményét. A CFRP bélés kialakítása a bélés és a fogadó cső közötti feszültségkompatibilitáson alapul.

a CFRP költségesebb anyag, mint az építőiparban alkalmazott társaik, üvegszálerősítésű polimer (GFRP) és aramid szálerősítésű polimer (AFRP), bár a CFRP-t általában kiváló tulajdonságoknak tekintik. Továbbra is sok kutatást végeznek a CFRP használatával kapcsolatban mind az utólagos felszereléshez, mind az acél alternatívájaként Megerősítő vagy előfeszítő anyagként. A költségek továbbra is problémát jelentenek, a hosszú távú tartóssággal kapcsolatos kérdések továbbra is fennállnak. Néhányan aggódnak a CFRP törékeny jellege miatt, ellentétben az acél hajlékonyságával. Bár a tervezési kódokat olyan intézmények készítették, mint az American Concrete Institute, a mérnöki közösség továbbra is habozik ezen alternatív anyagok végrehajtásával kapcsolatban. Ez részben a szabványosítás hiányának és a piacon lévő rost-és gyanta-kombinációk szabadalmaztatott jellegének köszönhető.

szénszálas mikroelektródákszerkesztés

a szénszálakat szénszálas mikroelektródák gyártására használják. Ebben az alkalmazásban jellemzően egyetlen szénszálat, amelynek átmérője 5-7 USD, üvegkapillárisban zárnak le. A csúcson a kapilláris vagy epoxival van lezárva és polírozva, hogy szénszálas korong mikroelektródot készítsen, vagy a rostot 75-150 köbcenti hosszúra vágják, hogy szénszálas henger elektródát készítsenek. A szénszálas mikroelektródákat amperometriában vagy gyors letapogatású ciklikus voltammetriában használják a biokémiai jelzés kimutatására.

sportszerekszerkesztés

szénszálas és kevlár kenu (Placid Boatworks Rapidfire az Adirondack kenu klasszikusnál)

CFRP ma már széles körben használják a sporteszközök, mint a squash, tenisz, és tollaslabda ütők, sport kite spars, kiváló minőségű nyíl tengelyek, jégkorong botok, horgászbotok, szörfdeszkák, high end úszni uszonyok, és evezős kagyló. Az amputált sportolók, mint például Jonnie Peacock, szénszálas pengéket használnak a futáshoz. Néhány kosárlabda cipőben szárlemezként használják, hogy a láb stabil maradjon, általában a cipő hosszát közvetlenül a talp felett futtassa, és egyes területeken, általában az ívben szabadon hagyja.

ellentmondásosan, 2006-ban, krikett denevérek egy vékony szénszálas réteg a hátsó vezették be, és használják a verseny mérkőzések nagy horderejű játékosok, köztük Ricky Ponting és Michael Hussey. Azt állították, hogy a szénszál csupán növeli a denevérek tartósságát, de az ICC 2007-ben betiltotta az összes első osztályú mérkőzésről.

a CFRP kerékpárkeret súlya kevesebb, mint egy ugyanolyan szilárdságú acél, alumínium vagy titán. A szénszálas szövés típusát és irányát úgy lehet megtervezni, hogy maximalizálja a merevséget a szükséges irányokban. A keretek a különböző vezetési stílusok kezelésére hangolhatók: a sprint események merevebb keretet igényelnek, míg az állóképességi események rugalmasabb keretet igényelhetnek a lovas kényelme érdekében hosszabb ideig. A beépíthető formák sokfélesége tovább növelte a merevséget, és lehetővé tette az aerodinamikai csőszakaszokat is. A CFRP villák, beleértve a felfüggesztésű Villa koronákat és a kormányokat, a kormányokat, az ülésoszlopokat és a hajtókarokat, egyre gyakoribbak a közepes és a magasabb árú kerékpárokon. A CFRP felnik továbbra is drágák, de stabilitásuk az alumíniumhoz képest csökkenti a kerék újbóli igazításának szükségességét, a csökkentett tömeg pedig csökkenti a kerék tehetetlenségi nyomatékát. A CFRP küllők ritkák, és a legtöbb szénkerékpár megtartja a hagyományos Rozsdamentes acél küllőket. A CFRP egyre inkább megjelenik más alkatrészekben is, mint például váltó alkatrészek, fék-és váltókarok és testek, kazettás lánckerék-hordozók, felfüggesztési csatlakozók, tárcsafék rotorok, pedálok, cipőtalpak és nyeregsínek. Bár erős és könnyű, a CFRP alkatrészek ütközése, túlfeszítése vagy nem megfelelő telepítése repedéseket és meghibásodásokat eredményezett, amelyeket nehéz vagy lehetetlen javítani.

Egyéb alkalmazásokszerkesztés

a polimerek és a hőre beállított kompozitok tűzállósága jelentősen javul, ha a felület közelében vékony szénszálréteget formáznak, mivel a sűrű, kompakt szénszálréteg hatékonyan tükrözi a hőt.

a CFRP-t egyre több olyan csúcskategóriás termékben használják, amelyek merevséget és kis súlyt igényelnek, ezek a következők:

• hangszerek, beleértve a hegedű íjakat; gitárcsákány, nyak (szénszálas rudak) és pick-őrök; dobhéjak; duda énekesek; és teljes hangszerek, mint például Luis és Clark szénszálas csellói, brácsái és hegedűi; és a Blackbird gitárok Akusztikus gitárjai és ukulelei; valamint audio alkatrészek, például lemezjátszók és hangszórók.
• a lőfegyverek bizonyos fém -, fa-és üvegszálas alkatrészek cseréjére használják, de sok belső rész még mindig fémötvözetekre korlátozódik, mivel a jelenlegi megerősített műanyagok nem megfelelőek.
• nagy teljesítményű drón testek és egyéb rádióvezérelt jármű-és repülőgép-alkatrészek, például helikopter rotorlapátok.
• könnyű oszlopok, mint például: állvány lábak, sátor oszlopok, horgászbotok, biliárd jelzések, sétapálcák, és nagy elérésű oszlopok, mint például az ablaktisztítás.
• Fogászat, szénszálas oszlopokat használnak a gyökérkezelt fogak helyreállításában.
• vasúti forgóvázak személyszállításra. Ez akár 50% – kal csökkenti a súlyt a fémvázakhoz képest, ami hozzájárul az energiamegtakarításhoz.
• Laptop héjak és más nagy teljesítményű tokok.
• Szénszövet.
• íjászat, szénszálas nyilak és csavarok, készlet és sín.
• a 3D-s olvasztott lerakódás modellezési nyomtatási folyamat szálaként a szénszállal erősített műanyagot (poliamid-szénszál) erős, de könnyű szerszámok és alkatrészek gyártására használják nagy szilárdsága és szakadási hossza miatt.
• távfűtési cső rehabilitáció, CIPP módszerrel.