كيف غيرت ألياف الكربون مستقبل الصناعات الثقيلة بمميزاتها الاستثنائية؟

الإثنين، 29 سبتمبر 2025 10:48 م

ألياف الكربون

نفيسه محمود

تفرض ألياف الكربون نفسها على قطاعات الفضاء والدفاع والسيارات والنقل، كواحدة من أهم المواد المستخدمة التي لاغنى عنها، هذه الألياف المعروفة باسم ألياف الجرانيت، تعد أقوى خمس مرات من الفولاذ وأكثر صلابة بمقدار مرتين منه، وتُصنع من خيوط الكربون، وهي أرق من شعرة الإنسان، وتكتسب قوتها عند لفها معًا على شكل خيوط، وتُغطى بالراتنج والبلاستيك.

ألياف الكربون تتفوق على الفولاذ

تتميز ألياف الكربون بأنها عالية الصلابة، وقوية جدًا في الشد، وخفيفة الوزن، وتتميز بمقاومتها العالية للمواد الكيميائية، فهي تستطيع تحمل درجات الحرارة العالية، وتتميز بتمدد حراري منخفض، كل هذه الخصائص ساهمت في كونها مادة أساسية في صناعة الطيران والسيارات والتطبيقات الترفيهية، والأدوات العسكرية.

يبلغ عمر صناعة الكربون أكثر من 150 عامًا، ففي عام 1879، رمى توماس إديسون خيوط القطن في درجات حرارة عالية، مما أدى إلى تفحمها وتحويلها إلى خيوط مصنوعة بالكامل من ألياف الكربون، وبحلول عام 1958، تم اختراع ألياف الكربون عالية الأداء.

عملية تصنيع ألياف الكربون

تُصنع ألياف الكربون بواسطة عملية كيميائية ميكانيكية، تبدأ العملية بسحب خيوط طويلة من الألياف، بعدها يتم تسخينها في درجات حرارة مرتفعة جدًا تتراوح بين 1000-3000 درجة مئوية، في وسط منفصل عن الأكسجين، لمنع احتراق الألياف، وبعد أن تتم عملية الكربنة، تنتج ألياف مكونة من سلاسل كربونية طويلة ومتشابكة، يتم تصنيعها في أشكال متنوعة منها بكرات السحب، والنسيج، والضفائر، والأشكال أحادية الاتجاه.

يمكن استخدام ألياف الكربون لصنع أي شئ وكل شئ، حتى أن الشركات تستخدمها بشكل أساسي في صناعة الإطارات، وأجنحة الطائرات، وأعمدة القيادة في السيارات، والأنابيب، والحاويات، ومكونات السيارة، لأن هذه الألياف تقلل من وزن السيارة بنسبة 50%، مما يساعد على تحسين كفاءة استهلاك الوقود بنسبة 35%، مع الحفاظ على أداء السيارة وسلامتها.

مقارنة بين ألياف الكربون والألومنيوم والصلب

تتميز ألياف الكربون بنسبة صلابة أكبر من الألومنيوم والفولاذ بنسبة 60%، وتيظهر هذا الفارق عند مقارنة قوة صلابة ألياف الكربون مع صلابة الألومنيوم والصلب، فعلى سبيل المثال، إذا كان لدينا قضيب من ألياف الكربون وقضيب من الألومنيوم وثالت من الصلب، الثلاث قضبان متساوية في الحجم، عند اختبارهم، سنجد أن قضيب ألياف الكربون أقوى بنسبة 60% مقارنة بقضبي الألومنيوم والصلب، وبالنسبة للوزن، سنجد أيضًا أن قضيب ألياف الكربون أخف بكثير مقارنة بغيره.

وبالنسبة لقوة الخضوع، بمقارنة الصلب مع ألياف الكربون، نجد أنه عند وضع حمل ثقيل على الصلب، يتعرض الصلب لثني أو تشوه وهو ما يسمى بالخضوع، أما عند وضع حمل ثقيل على ألياف الكربون، بمجرد تجاوز القوة القصوى للمادة، ستنهار ألياف الكربون فجأةً، ويحدث انكسار مفاجئ، دون أن ينثني كما حدث مع الصلب، ونستنتج أن ألياف الكربون ليس لها قوة خضوع، على عكس الصلب الذي يتعرض للتشوه.

40 مليار دولار حجم سوق المشروبات الغازية، كوكاكولا تهيمن وبيبسيكو تتراجع في 2025

أكبر الشركات المصنعة للطائرات عالميًا، أوروبا وأمريكا في الصدارة والصين تدخل السباق

تابع موقع إيجي إن، عبر تطبيق (نبض) اضغط هُــــــــنا.
تابع موقع إيجي إن، عبر تطبيق (تليجرام) اضغط هُــــــــنا.
تابع موقع إيجي إن، عبر قناة (يوتيوب) اضغط هُــــــــنا.
تابع موقع إيجي إن، عبر تطبيق (واتساب) اضغط هُــــــــنا.

إيجي إن-Egyin، هو موقع متخصص في الصناعة والاقتصاد، ويهتم بتقديم خدمة صحفية متميزة للقارئ، وهدفنا أن نصل لقرائنا الأعزاء بالخبر الأدق والأسرع والحصري، إضافة للتغطية والمتابعة على مدار الـ24 ساعة، لـ"أسعار الذهب، أسعار العملات، أسعار السيارات، أسعار المواد البترولية"، في مصر والوطن العربي وحول العالم.