¿Qué tan dura es la fibra de carbono?

La fibra de carbono es un material superduro con una dureza 10 veces superior a la del acero ordinario y sólo superada por el diamante.

La fibra de carbono está hecha de fibras de polímeros orgánicos con un contenido de carbono extremadamente alto apiladas a lo largo de la dirección del haz de fibras. Sin embargo, la alta dureza y la súper resistencia al corte actualmente reconocidas no se deben exclusivamente a las propiedades del material. Uno de los factores decisivos es la brecha crítica. Cuando hay una acumulación de elementos entre las fibras, ese es el vacío crítico.

Cuando el apilamiento entre fibras está por debajo de un determinado valor crítico, el índice de porosidad de las fibras entre ellas determinará la dureza, resistencia al corte y resistencia a la tracción de las fibras. La porosidad crítica que hace que las propiedades mecánicas de los materiales disminuyan es del 1% al 4%.

Cuando el contenido del volumen de poros está en el rango de 0-4%, por cada aumento del 1% en el contenido del volumen de poros, la resistencia al corte interlaminar disminuye en aproximadamente un 7%. Y cuanto mayor es el contenido de poros, mayor es el tamaño de los poros y se reduce significativamente el área de la interfaz entre capas en el laminado. Cuando el material está sometido a tensión, es fácil que se dañe a lo largo de las capas, razón por la cual la resistencia al corte entre capas es relativamente sensible a los poros.