در حالی که کامپوزیت های فیبر کربن مزایایی مانند مقاومت بالا و مقاومت در برابر سایش را نسبت به فلزات سنتی حفظ می کنند ، سختی آنها از نظر تاریخی یک چالش بوده است. با این حال ، پیشرفت در علوم مواد مهندسان را قادر به ایجاد روشهای مؤثر برای بهبود مقاومت در برابر ضربه کرده است.
محصولات فیبر کربن اولیه اغلب از الیاف کوتاه استفاده می کردند ، که باعث ایجاد نقاط غلظت استرس مستعد شکستگی شکننده می شدند. جابجایی به بسته های فیبر طولانی مداوم ، یک شبکه توزیع نیروی یکنواخت تر ایجاد می کند ، که مقاومت شکستگی را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد.
مهندسی رابط مواد نیز نقش مهمی ایفا می کند. مطالعات نشان می دهد که قدرت پیوند بین الیاف و رزین باید دقیقاً تنظیم شود - چسبندگی بیش از حد می تواند باعث نارسایی شکننده شود. تیمارهای خاص سطح لایه های انتقال انعطاف پذیر را بر روی سطوح فیبر ایجاد می کنند که ثبات ساختاری را با اتلاف انرژی از طریق تغییر شکل کنترل شده تعادل برقرار می کنند.
پیشرفت در ماتریس رزین به همان اندازه مهم است. دانشمندان مواد افزودنی را در رزین اپوکسی که باعث گسترش اندک در هنگام پخت می شوند ، در معرض فشارهای داخلی ناشی از انقباض قرار می دهند. این اثر "خود جبران کننده" باعث کاهش شکل گیری ریزگردها می شود در حالی که ساختارهای در هم تنیده ای ایجاد می کند که انرژی ضربه را در چندین لایه جذب می کند.
نکته قابل توجه ، فرمولاسیون های مختلف کامپوزیت به طور منحصر به فرد به تکنیک های سخت کننده پاسخ می دهند ، اما روندهای کلی بهبود موفقیت در مقاومت در برابر ضربه را از طریق بهینه سازی چند بعدی تأیید می کنند. با نگاهی به آینده ، ادغام طراحی مواد هوشمند با تولید پیشرفته می تواند برنامه های با کارایی گسترده تر در هوافضا و وسایل نقلیه برقی را باز کند و کامپوزیت های فیبر کربن را به سطح بی سابقه ای از تطبیق پذیری برساند.
