CFRP są szeroko stosowane w wyścigach samochodowych wysokiej klasy. Wysoki koszt włókna węglowego jest łagodzony przez niezrównany stosunek wytrzymałości do masy materiału, a niska waga jest niezbędna do wyścigów samochodowych o wysokich osiągach. Producenci samochodów wyścigowych opracowali również metody, aby dać kawałki włókna węglowego wytrzymałość w określonym kierunku, co czyni go silnym w kierunku nośnym, ale słabym w kierunkach, w których małe lub żadne obciążenie byłoby umieszczone na członie. I odwrotnie, producenci opracowali wielokierunkowe sploty z włókna węglowego, które zapewniają wytrzymałość we wszystkich kierunkach. Ten rodzaj montażu z włókna węglowego jest najczęściej stosowany w montażu podwozia monocoque „safety cell” w wysokowydajnych samochodach wyścigowych. Pierwsze podwozie monocoque z włókna węglowego zostało wprowadzone w Formule 1 przez McLarena w sezonie 1981. Został zaprojektowany przez Johna Barnarda i był szeroko kopiowany w kolejnych sezonach przez inne zespoły F1 ze względu na dodatkową sztywność podwozia samochodów.

wiele supersamochodów w ciągu ostatnich kilku dekad wprowadziło CFRP do swojej produkcji, używając go do podwozia monocoque, a także innych komponentów. Już w 1971 roku Citroën SM oferował opcjonalne lekkie koła z włókna węglowego.

wykorzystanie materiału zostało łatwiej przyjęte przez producentów o małej objętości, którzy używali go głównie do tworzenia paneli nadwozia dla niektórych swoich samochodów z wyższej półki ze względu na jego zwiększoną wytrzymałość i zmniejszoną wagę w porównaniu z polimerem wzmocnionym szkłem, którego używali do większości swoich produktów.

Inżynieria Lądowaedytuj

CFRP stał się godnym uwagi materiałem w zastosowaniach konstrukcyjnych. Badany w kontekście akademickim pod kątem potencjalnych korzyści w budownictwie, okazał się również opłacalny w wielu zastosowaniach terenowych wzmacniających Konstrukcje betonowe, murowane, stalowe, żeliwne i drewniane. Jego zastosowanie w przemyśle może być zarówno do modernizacji w celu wzmocnienia istniejącej konstrukcji, jak i jako alternatywny materiał wzmacniający (lub wstępnie naprężający) zamiast stali Od początku projektu.

modernizacja stała się coraz bardziej dominującym zastosowaniem tego materiału w inżynierii lądowej, a zastosowania obejmują zwiększenie nośności starych konstrukcji (takich jak mosty), które zostały zaprojektowane tak, aby tolerowały znacznie niższe obciążenia eksploatacyjne niż obecnie, modernizację sejsmiczną i naprawę uszkodzonych konstrukcji. Modernizacja jest popularna w wielu przypadkach, ponieważ koszt wymiany wadliwej struktury może znacznie przekroczyć koszt wzmocnienia za pomocą CFRP.

stosowane do konstrukcji żelbetowych w celu zginania, CFRP zwykle ma duży wpływ na wytrzymałość (podwojenie lub więcej wytrzymałości przekroju nie jest rzadkością), ale tylko umiarkowany wzrost sztywności (być może wzrost o 10%). 3000 MPa wytrzymałość na rozciąganie, więcej niż 10 razy stal miękka), ale nie szczególnie sztywna (150 do 250 GPa, trochę mniej niż stal, jest typowy). W rezultacie stosuje się tylko małe obszary przekroju poprzecznego materiału. Małe obszary o bardzo wysokiej wytrzymałości, ale umiarkowanej sztywności materiału znacznie zwiększą wytrzymałość, ale nie sztywność.

CFRP może być również stosowany w celu zwiększenia wytrzymałości na ścinanie żelbetu poprzez owijanie tkanin lub włókien wokół wzmocnionej sekcji. Owijanie wokół sekcji (takich jak kolumny mostu lub budynku) może również zwiększyć ciągliwość sekcji, znacznie zwiększając odporność na upadek pod obciążeniem trzęsieniem ziemi. Taka „modernizacja sejsmiczna” jest głównym zastosowaniem w obszarach podatnych na trzęsienia ziemi, ponieważ jest znacznie bardziej ekonomiczna niż metody alternatywne.

jeśli kolumna jest okrągła (lub prawie tak), wzrost pojemności osiowej uzyskuje się również przez owijanie. W tym zastosowaniu zamknięcie okładu CFRP zwiększa wytrzymałość na ściskanie betonu. Jednak, chociaż duże wzrosty są osiągane w ostatecznym obciążenia upadku, Beton pęknie Przy tylko nieznacznie zwiększonym obciążeniu, co oznacza, że ta aplikacja jest używana tylko sporadycznie. Specjalistyczny ultra-wysoki moduł CFRP (o module sprężystości 420 GPa lub więcej) jest jedną z niewielu praktycznych metod wzmacniania belek żeliwnych. W typowym zastosowaniu jest on związany z kołnierzem rozciągającym przekroju, zwiększając zarówno sztywność przekroju, jak i obniżając oś neutralną, znacznie zmniejszając maksymalne naprężenia rozciągające w żeliwie.

w Stanach Zjednoczonych rury cylindryczne z betonu sprężonego (PCCP) stanowią zdecydowaną większość sieci wodociągowych. Ze względu na ich duże średnice awarie PCCP są zwykle katastrofalne i dotyczą dużych populacji. W latach 1940-2006 zainstalowano około 19 000 mil (31 000 km) PCCP. Korozja w postaci kruchości wodorowej została obwiniona o stopniowe pogarszanie się drutów sprężających w wielu liniach PCCP. W ciągu ostatniej dekady CFRP zostały wykorzystane do wewnętrznej linii PCCP, co skutkuje w pełni strukturalnym systemem wzmocnienia. Wewnątrz linii PCCP, wkładka CFRP działa jako bariera, która kontroluje poziom naprężenia doświadczanego przez stalowy cylinder w rurze hosta. Kompozytowa wkładka umożliwia stalowemu cylindrowi działanie w zakresie sprężystości, aby zapewnić długotrwałe działanie rurociągu. Konstrukcje wykładzin CFRP opierają się na kompatybilności odkształceń między wykładziną a rurą hosta.

CFRP jest bardziej kosztownym materiałem niż jego odpowiedniki w budownictwie, polimer wzmocniony włóknem szklanym (GFRP) i polimer wzmocniony włóknem aramidowym (AFRP), chociaż CFRP jest ogólnie uważany za mający lepsze właściwości. Nadal prowadzone są liczne badania nad zastosowaniem CFRP zarówno do modernizacji, jak i jako alternatywa dla stali jako materiału wzmacniającego lub sprężającego. Koszt pozostaje problemem, a kwestie trwałości w dłuższej perspektywie nadal pozostają. Niektórzy obawiają się kruchego charakteru CFRP, w przeciwieństwie do ciągliwości stali. Chociaż kodeksy projektowe zostały opracowane przez instytucje takie jak American Concrete Institute, wśród społeczności inżynierskiej pozostaje pewne wahanie co do wdrażania tych alternatywnych materiałów. Częściowo wynika to z braku standaryzacji i zastrzeżonego charakteru kombinacji włókien i żywic dostępnych na rynku.

mikroelektrodyedytuj

włókna węglowe są używane do wytwarzania mikroelektrodów z włókna węglowego. W tym zastosowaniu zazwyczaj pojedyncze włókno węglowe o średnicy 5-7 µm jest zamknięte w szklanej kapilarze. Na końcu kapilara jest uszczelniona żywicą epoksydową i polerowana, aby uzyskać mikroelektrodę z włókna węglowego lub włókno jest cięte na długość 75-150 µm, aby uzyskać elektrodę cylindryczną z włókna węglowego. Mikroelektrody z włókna węglowego są stosowane zarówno w amperometrii, jak i w woltametrii cyklicznej szybkiego skanowania do wykrywania sygnalizacji biochemicznej.

artykuły Sportoweedit

kajak z włókna węglowego i kevlaru (Placid Boatworks Rapidfire w Adirondack Canoe Classic)

CFRP jest obecnie szeroko stosowany w sprzęcie sportowym, takim jak squash, tenis i rakiety do badmintona, sportowe latawce, wysokiej jakości wałki strzałkowe, kije hokejowe, wędki, deski surfingowe, wysokiej klasy płetwy pływackie i muszle wioślarskie. Sportowcy po amputacji, tacy jak Jonnie Peacock, używają noży z włókna węglowego do biegania. Jest używany jako płytka chwytu w niektórych tenisówkach do koszykówki, aby utrzymać stopę stabilną, Zwykle biegnącą wzdłuż buta tuż nad podeszwą i pozostawioną odsłoniętą w niektórych obszarach, zwykle w łuku.

kontrowersyjnie, w 2006 roku, kije do krykieta z cienką warstwą włókna węglowego na plecach zostały wprowadzone i używane w meczach wyczynowych przez znanych graczy, w tym Ricky Ponting i Michael Hussey. Włókno węglowe miało jedynie zwiększyć wytrzymałość nietoperzy, ale w 2007 roku zostało zakazane przez MTK we wszystkich meczach pierwszej klasy.

Rama rowerowa CFRP waży mniej niż rama ze stali, aluminium lub tytanu o tej samej wytrzymałości. Typ i orientacja splotu z włókna węglowego można zaprojektować tak, aby zmaksymalizować sztywność w wymaganych kierunkach. Ramy można dostosować do różnych stylów jazdy: sprint wymaga sztywniejszych RAM, podczas gdy zawody wytrzymałościowe mogą wymagać bardziej elastycznych ram dla komfortu rowerzysty przez dłuższy czas. Różnorodność kształtów, w które można go wbudować, dodatkowo zwiększa sztywność, a także pozwala na aerodynamiczne sekcje rur. Widły CFRP, w tym korony widełek zawieszenia i kierownice, kierownica, sztyce i ramiona korbowe, stają się coraz bardziej powszechne w rowerach o średniej i wyższej cenie. Felgi CFRP pozostają drogie, ale ich stabilność w porównaniu z aluminium zmniejsza potrzebę ponownego wiercenia koła, a zmniejszona masa zmniejsza moment bezwładności koła. Szprychy CFRP są rzadkie i większość węglowych zestawów kołowych zachowuje tradycyjne szprychy ze stali nierdzewnej. CFRP pojawia się również coraz częściej w innych komponentach, takich jak części przerzutki, dźwignie i nadwozia hamulców i dźwigni zmiany biegów, nośniki zębatek kaset, zawieszenia, wirniki hamulców tarczowych, pedały, podeszwy butów i szyny siodłowe. Chociaż mocne i lekkie, uderzenia, nadmierne skręcanie lub niewłaściwa instalacja komponentów CFRP spowodowały pęknięcia i awarie, które mogą być trudne lub niemożliwe do naprawy.

inne zastosowaniaedytuj

odporność ogniowa polimerów i kompozytów termoutwardzalnych jest znacznie poprawiona, jeśli cienka warstwa włókien węglowych jest formowana blisko powierzchni, ponieważ gęsta, zwarta warstwa włókien węglowych skutecznie odbija ciepło.

CFRP jest stosowany w coraz większej liczbie wysokiej klasy produktów, które wymagają sztywności i niskiej wagi, należą do nich:

• Instrumenty Muzyczne, w tym smyczki skrzypcowe; kostki gitarowe ,szyje (pręty z włókna węglowego) i pick-guards; muszle bębnów; śpiewacze dud; i całe Instrumenty Muzyczne, takie jak wiolonczele, altówki i skrzypce Luisa i Clarka z włókna węglowego, gitary akustyczne i ukulele Blackbird Guitars, a także Komponenty audio, takie jak gramofony i głośniki.
• broń palna używa jej do zastąpienia niektórych elementów metalowych, drewnianych i z włókna szklanego, ale wiele części wewnętrznych nadal ogranicza się do stopów metali, ponieważ obecne wzmocnione Tworzywa sztuczne są nieodpowiednie.
• wysokowydajne korpusy dronów i inne elementy sterowane radiowo pojazdów i samolotów, takie jak łopaty wirnika śmigłowca.
• lekkie Kijki takie jak: nogi statywu, słupy namiotowe, wędki, kije bilardowe, laski i słupy o dużym zasięgu, np. do mycia okien.
• Stomatologia, słupki z włókna węglowego są używane do przywracania zębów leczonych kanałowo.
• Wózki kolejowe Do przewozu osób. Zmniejsza to wagę nawet o 50% w porównaniu do wózków metalowych, co przyczynia się do oszczędności energii.
• Obudowy do laptopów i inne obudowy o wysokiej wydajności.
• Tkaniny węglowe.
• Łucznictwo, Strzały i śruby z włókna węglowego, kolba i szyna.
• jako filament do procesu drukowania metodą topionego osadzania 3D, tworzywo sztuczne wzmocnione włóknem węglowym (włókno poliamidowo-węglowe) jest używane do produkcji wytrzymałych, ale lekkich narzędzi i części ze względu na wysoką wytrzymałość i długość Rozdarcia.
• renowacja rurociągów ciepłowniczych metodą CIPP.