Kohlefasergewebe

Kohlefasern weisen die Spezifikation auf, dass sie zu beinahe 95 % aus vollkommen reinem Kohlenstoff bestehen. Reiner Kohlenstoff, der als elementar gilt, kommt in der freien Natur lediglich in Diamanten und Graphit vor. Es ist unlöslich und man kann es auch nicht schmelzen. Aufgrund der Beschaffenheit scheidet es aus dem entsprechenden Produktionsprozess infolge dessen zur Herstellung von Kohlefasern und Kohlefasergewebe aus. Die gängigen Kohlenstofffasern werden durch einen Verkorkungsvorgang, der in der Fachsprache auch als Pyrolyse bezeichnet wird, hergestellt. Hierbei handelt es sich im Übrigen um Kohlestoff-Polymerfäden, die nicht schmelzbar sind.

In diesem Zusammenhang gilt das eigentliche Verkorken von Polyacrylnitril als technisch besonders bedeutend. Rein chemisch gesehen erhalten die Ausgangsfäden, die auch als Precursor bezeichnet werden eine kontinuierliche Kohlenstoffkette. Erst nachdem das Spinnen der PAN Faser vonstattengegangen ist, werden durch das sogenannte Verstrecken der verknäuelten Polymerketten entsprechend der Faserrichtung ausgerichtet.

Die erneute Umwandlung der Kohlenstofffasern erfolgt hierbei dann in 3 festgelegten Stufen:

Stufe 1:

Es wird eine sogenannte Voroxidation abgehandelt. Die Voroxidation findet in einer Sauerstoffhaltigen Atmosphäre statt. Der gesamte Prozess vollzieht sich bei einer Temperatur, die zwischen 200 und 300 °C liegt statt. Die Faser, die bearbeitet wird, wird hierbei im Übrigen unter einer Vorspannung gehalten.

Stufe 2:

In der 2. Stufe findet die sogenannte Pyrolyse, auch als Carbonisierung bezeichnet, statt. Dieser Prozess wird bei einer kontinuierlichen Temperatur abgehalten, die zwischen 800 – 1500 °C liegt. Man schafft hierbei eine Inertgas Atmosphäre.

Stufe 3:

Die letzte Phase wird im Rahmen einer Hochtemperaturbehandlung vollzogen. Die Hochtemperaturbehandlung wird bei 2.000 – 3.000 °C abgehalten.

Kohlefasergewebe wird auch Carbon Gewebe genannt.

Oftmals bestehen die Gewebe aus sich kreuzenden Fäden aus zwei Fadensystemen. Hierbei wird zwischen der Kette und dem Schuss unterschieden. Die Kette verläuft in einer Längsrichtung und der Schuss verläuft hierbei in einer Querrichtung. Die Gewebe bestehen hierbei aus 2 Fäden von 2 Fadensystemen, die sich kreuzen. Normalerweise sind beide Verlaufsarten mit beinahe der identischen Anzahl an Fäden vorliegend. Die Fadengleichheit wird somit gewährleistet. Man unterscheidet 2 fundamentale Gewebetypen, zum einen die Leinwandbindung und zum anderen die Körperbindung.

Die Leinwandbindung

Hierbei handelt es sich, um eine einfache Grundbindung, die ebenso einfach gehandhabt wird. Es weist eine gute Kantenfestigkeit und eine gute Dimensionsstabilität auf.

Die Köperbindung

Die Körperbindung weist eine höhere Steifheit des Gewebes auf und auch eine höhere Festigkeit. Dies wird aufgrund der geringeren Fadenablenkung erzielt. Man bezeichnet das Gewebe in diesem Kontext auch als schmiegsamer und ist deshalb auch wesentlich besser für die Leinwandbindung geeignet.