Serat karbon dapat membentuk material komposit dengan berbagai material seperti resin, plastik, keramik, kaca, dan logam. Komposit serat karbon mempunyai ciri kekuatan tinggi, ringan, kekakuan yang baik, dan ketahanan lelah yang baik. Mereka terutama digunakan sebagai bahan struktural yang mengurangi berat-dan untuk pembuangan panas ablasi.
Komposit Matriks Resin yang Diperkuat Serat Karbon
Komposit matriks resin yang diperkuat serat karbon (CFRP) memiliki kepadatan rendah dan kekuatan spesifik serta modulus spesifik lebih tinggi dibandingkan fiberglass. Kekuatan spesifiknya 5-6 kali lipat dari baja berkekuatan tinggi dan paduan titanium, dua kali lipat dari fiberglass, dan modulus spesifiknya 3-4 kali lipat dari bahan-bahan tersebut. Oleh karena itu, CFRP digunakan sebagai material struktur utama dalam industri dirgantara. Misalnya, pintu muatan Pesawat Ulang-alik, aileron, ekor vertikal, pintu roda pendaratan utama, dan bejana bertekanan internal semuanya menggunakan CFRP, sehingga menghasilkan pengurangan berat hingga 2 ton untuk Pesawat Ulang-alik.
Karbon/Komposit Karbon
Komposit karbon/karbon (C/C) adalah-bahan komposit berbasis karbon yang diperkuat dengan serat karbon dan produknya (kain karbon, kain karbon, dll.). Serat karbon (C/C) hanya terdiri dari satu elemen-karbon-dan memiliki keunggulan unik dibandingkan bahan karbon dan grafit, seperti kepadatan rendah dan sifat termal yang sangat baik, termasuk ketahanan ablasi, ketahanan guncangan termal, konduktivitas termal yang tinggi, dan koefisien muai panas yang rendah. Ini juga menunjukkan kekuatan tinggi dan modulus material komposit yang tinggi. Sifat penting lainnya dari C/C adalah sifat tribologinya yang sangat baik. C/C juga memiliki biokompatibilitas yang baik dengan tubuh manusia.
Komposit Matriks Logam Bertulang Serat Karbon
Komposit matriks logam yang diperkuat serat karbon (CFRM) memiliki serangkaian sifat yang sangat baik, termasuk kekuatan spesifik yang tinggi, modulus spesifik yang tinggi, ketahanan suhu tinggi, koefisien muai panas yang rendah, konduktivitas termal yang tinggi, dan ketahanan yang kuat terhadap deformasi termal. Aluminium yang diperkuat serat karbon tidak hanya memiliki kekuatan lebih tinggi dibandingkan paduan aluminium tetapi juga menawarkan suhu servis yang jauh lebih tinggi, mempertahankan sekitar 90% kekuatan tariknya bahkan pada suhu sekitar 500K. Serat-aluminium yang diperkuat menunjukkan kekuatan lelah yang sangat baik, mempertahankan 63%–84% kekuatan lelahnya bahkan setelah 10 siklus kelelahan.
Komposit Matriks Keramik Bertulang Serat Karbon
Kelemahan fatal dari keramik adalah kerapuhannya. Memperkuat keramik dengan serat karbon secara efektif meningkatkan ketangguhan, mengubah morfologi patahan, dan meningkatkan ketangguhan. Serat juga mencegah penyebaran retakan yang cepat. Komposit matriks keramik yang diperkuat serat-memiliki kekuatan yang lebih tinggi, sifat kejut mekanis dan termal yang lebih baik, dan ketangguhan patah yang ditingkatkan secara signifikan. Dibandingkan dengan keramik biasa, kekuatan lenturnya meningkat sekitar lima kali lipat, dan ketangguhan patahnya ratusan kali lipat.
Komposit Karet Bertulang Serat Karbon
Di bawah kondisi lentur yang sama, komposit karet yang diperkuat serat karbon menunjukkan masa pakai yang jauh lebih lama dibandingkan karet biasa. Konduktivitas termal karet dua kali lipat lebih rendah dibandingkan serat karbon. Ketika karet diperkuat dengan serat, serat karbon membentuk jaringan perpindahan panas di dalam komposit, memungkinkan panas gesekan menghilang dan dengan demikian meningkatkan sifat termal, khususnya ketahanan terhadap kelelahan termal.
