סיב פחמן – הבדלי גרסאות

'''סיב פחמן''' הוא [[חומר]] המורכב מסיביםמ[[סיב]]ים דקים במיוחד המכילים בעיקר [[אטום|אטומי]] [[פחמן]]. קוטר הסיבים נע בין 0.005 ל-0.010 [[מטר|מילימטר]]. סיבי הפחמן מאורגנים ב[[גביש]]ים זעירים הסדורים בהתאמה טובה לאורך הסיב. מבנה זה מקנה להם חוזק רב יחסית לגודלם הזעיר. השימוש הבסיסי ביותר בחומר מתקבל על ידי שזירת כמה אלפי סיבים לחוט בעל חוזק רב. את החוטים ניתן לשזור ל[[אריגה|אריג]] שגם הוא נהנה מחוזק רב ומשקל קל יחסית. יישום נוסף מתקבל באמצעות טבילת אריג סיבי פחמן בתרכובת מותכת כדוגמת [[אפוקסי]] לשם יצירת [[חומר מרוכב|חומרים מרוכבים]] המאפשרים לעצב משטחים חזקים בעלי משקל קל. אריגים ומשטחים אלו מכונים לעתים בפשטות, סיבי פחמן.

סיבי הפחמן הראשונים יוצרו במעבדה של חברת יוניון קארבייד ה[[ארצות הברית|אמריקנית]] ב-[[1958]] על ידי דוקטור רוג'ר בייקון. תהליך הייצור היה מבוסס על חימום של סיבי משי מלאכותי, המבוססים על [[תאית]]. תהליך זה הוכח כלא יעיל כיוון שהתוצר הכיל רק 20 אחוז של פחמן. מספר שנים אחר כך פותחה שיטת הפקה שהתבססה על המרת ה[[פולימר]] [[פוליאקרילוניטריל]] והפיקה תוצר המכיל 55 אחוז פחמן. השיטה הוכחה כמוצלחת והפכה מאז לשיטה העיקרית להפקת סיבי פחמן. ב-[[1969]] נארג לראשונה אריג העשוי מסיבי פחמן על ידי חברה [[הממלכה המאוחדת|בריטית]]. מאז [[שנות ה-70 של המאה ה-20]] נעשו ניסיונות נוספים לאיתור חומרי גלם לייצור סיבי פחמן ונמצאו חומרים המבוססים על תוצרי [[נפט]], המאפשרים לייצר סיבים בעלי 85 אחוז פחמן המתאפיינים ב[[אלסטיות]] וחוזק טובים.

אבקת אקרילו-ניטריל מעורבבת ב[[פלסטיק]] נוסף, למשל מתיל-אקרילט או מתיל מטא-קרילת. התערובת עוברת [[פילמורפלמור]] ב[[תרחיף]] או ב[[תמיסה]] ע"יעל ידי קטליסט ליצירת פולי-אקרילו-ניטריל. הפולי-אקרילו-ניטריל מועבר דרך פיה ונמתח ליצירת [[סיב]] דק. בשלב זה מועברים הסיבים לתנור בטמפרטורה של 200-{{כ}}300 [[מעלות צלזיוס]] ללכ-30- עד 120 דקות. בטמפרטורות אלו ובנוכחות [[חמצן]] עובר הסיב תהליך של [[סידור מולקולרי]] מחדש אשר בסופו מבנהו משתנה מבנהו מאופי קווי לבעל מבנה סולם. מבנה הסולם מקנה לסיב עמידות תרמית גבוהה. לאחר מכן עובר הסיב לתנור בטמפרטורות של 1000-3000 מעלות צלזיוס תוך כדי מתיחה ובלחץ גבוה של גזים שלא מאפשרים נוכחות חמצן. ללא חמצן הסיב לא נשרף ובמקום זאת הקשרים הבין אטומיים רועדים בפראות ומסירים כמעט את כל האטומים שאינם [[פחמן]]. התוצר הסופי הוא סיב עשויי פחמן במבנה שטוח, בדומה ל[[גרפיט]], אך מתמשך ואינסופי. כדי לאפשר הדבקה טובה של הסיב ל[[דבק]] שיקשור אותו לכדי חומר מרוכב (המכונה מטריצה) הוא עובר טיפול פני שטח ע"י חמצון.