Karbon fiber, reçine, plastik, seramik, cam ve metal gibi çeşitli malzemelerle kompozit malzemeler oluşturabilir. Karbon fiber kompozitler yüksek mukavemet, hafiflik, iyi sertlik ve iyi yorulma direnci ile karakterize edilir. Esas olarak ağırlığı azaltan-yapısal malzemeler olarak ve ablasyon ısısının dağıtılması için kullanılırlar.
Karbon Fiber Takviyeli Reçine Matris Kompozitleri
Karbon fiber takviyeli reçine matrisli kompozitler (CFRP), fiberglastan daha düşük yoğunluğa ve daha yüksek spesifik dayanıma ve spesifik modüle sahiptir. Spesifik mukavemetleri, yüksek mukavemetli çelik ve titanyum alaşımlarınınkinin 5-6 katı, fiberglasın iki katıdır ve spesifik modülleri bu malzemelerinkinin 3-4 katıdır. Bu nedenle CFRP havacılık endüstrisinde ana yapı malzemesi olarak kullanılmaktadır. Örneğin, Uzay Mekiği'nin yük kapıları, kanatçıklar, dikey kuyruk, ana iniş takımı kapıları ve dahili basınçlı kapların tümü CFRP kullanıyor ve bu da Uzay Mekiği için 2 tona kadar ağırlık azalması sağlıyor.
Karbon/Karbon Kompozitleri
Karbon/karbon kompozitler (C/C), karbon fiberler ve bunların ürünleri (karbon keçe, karbon kumaş vb.) ile güçlendirilmiş karbon- bazlı kompozit malzemelerdir. Karbon fiber (C/C) yalnızca tek bir elementten (-karbon-) oluşur ve aşınma direnci, termal şok direnci, yüksek termal iletkenlik ve düşük termal genleşme katsayısı gibi düşük yoğunluk ve mükemmel termal özellikler gibi karbon ve grafit malzemelere özgü avantajlara sahiptir. Aynı zamanda kompozit malzemelerin yüksek mukavemetini ve yüksek modülünü de sergiler. C/C'nin bir diğer önemli özelliği mükemmel tribolojik özellikleridir. C/C ayrıca insan vücuduyla iyi bir biyouyumluluğa sahiptir.
Karbon Fiber Takviyeli Metal Matris Kompozitleri
Karbon fiber takviyeli metal matrisli kompozitler (CFRM'ler), yüksek spesifik mukavemet, yüksek spesifik modül, yüksek sıcaklık direnci, düşük termal genleşme katsayısı, yüksek termal iletkenlik ve termal deformasyona karşı güçlü direnç dahil olmak üzere bir dizi mükemmel özelliğe sahiptir. Karbon fiberle güçlendirilmiş alüminyum, yalnızca alüminyum alaşımlarından daha yüksek mukavemete sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda yaklaşık 500K'da bile çekme mukavemetinin yaklaşık %90'ını koruyarak önemli ölçüde daha yüksek bir servis sıcaklığı sunar. Fiber-takviyeli alüminyum, mükemmel yorulma mukavemeti sergiler ve 10 yorulma döngüsünden sonra bile yorulma mukavemetinin %63 ila %84'ünü korur.
Karbon Elyaf Takviyeli Seramik Matrisli Kompozitler
Seramiğin ölümcül zayıflığı kırılganlığıdır. Seramiklerin karbon fiberle güçlendirilmesi, dayanıklılığı etkili bir şekilde artırır, kırılma morfolojisini değiştirir ve dayanıklılığı artırır. Lifler aynı zamanda hızlı çatlak ilerlemesini de önler. Fiber- ile güçlendirilmiş seramik matrisli kompozitler daha yüksek mukavemet, gelişmiş mekanik ve termal şok özellikleri ve önemli ölçüde geliştirilmiş kırılma dayanıklılığı sergiler. Sıradan seramiklerle karşılaştırıldığında eğilme mukavemetleri yaklaşık beş kat, kırılma dayanıklılıkları ise yüzlerce kat artırılmıştır.
Karbon Fiber Takviyeli Kauçuk Kompozitler
Aynı bükülme koşulları altında, karbon fiber takviyeli kauçuk kompozitler, sıradan kauçuğa kıyasla önemli ölçüde daha uzun bir hizmet ömrü gösterir. Kauçuğun termal iletkenliği, karbon fiberinkinden iki kat daha düşüktür. Kauçuk fiberlerle güçlendirildiğinde, karbon fiberler kompozit içinde bir ısı transfer ağı oluşturarak sürtünme ısısının dağılmasına izin verir ve böylece termal özellikleri, özellikle termal yorulma direncini geliştirir.
