Die Struktur der Automobil-Carbonfaser

Jede Kohlenstofffaser besteht aus Tausenden kleinerer Kohlenstofffasern mit einem Durchmesser von etwa 5 bis 8 Mikrometern. Kohlenstofffasern sind auf atomarer Ebene Graphit sehr ähnlich und bestehen aus Schichten von Kohlenstoffatomen, die in einem hexagonalen Muster angeordnet sind. Der Unterschied zwischen den beiden liegt in der Verbindung zwischen den Schichten. Graphit ist eine kristalline Struktur und die Verbindung zwischen den Schichten ist locker, während Kohlenstofffasern keine kristalline Struktur haben und die Verbindung zwischen den Schichten unregelmäßig ist. Dies verhindert ein Verrutschen und erhöht die Festigkeit des Materials.
Kohlefaser ist ein neues Material mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften. Sein spezifisches Gewicht beträgt weniger als ein Viertel des Gewichts von Stahl. Die Zugfestigkeit von Kohlefaserharz-Verbundwerkstoffen liegt im Allgemeinen über 3500 MPa, was dem 7- bis 9-fachen der von Stahl entspricht. Der Zugelastizitätsmodul beträgt 23.000 bis 43.000 MPa und ist damit ebenfalls höher als bei Stahl. Kohlenstofffasermaterialien weisen jedoch nur entlang der Faserachse eine hohe Festigkeit auf, ihre Schlagfestigkeit ist jedoch gering und sie können leicht beschädigt werden. Wenn sie zu Strukturbauteilen verarbeitet werden, nutzen sie daher oft ihre Zugfestigkeit und ihr geringes Gewicht aus, um zu vermeiden, dass Teile hergestellt werden, die seitlichen Stößen standhalten.