Хотя речь здесь зайдет о различиях, отметим сначала некоторые общие для углеродного волокна и стекловолокна черты. Стеклопластик и углепластик, как еще называют эти многокомпонентные волоконные материалы, относятся к композитам. Это значит, что в их составе присутствует два необходимых компонента: матрица (пластичная основа) и усиливающие наполнители.

Разница между углеродным волокном и стекловолокном

Существуют композиционные материалы, состоящие из нескольких матриц или полиматричные композиты. Верным будет предположить, что и наполнителей может быть несколько. Сейчас есть довольно много таких материалов, называемых гибридными.

Роли компонентов в композитах

Наполнители (это могут быть металлы, пластмассы, стекла, углерод, керамики) наделяют композит рядом полезных физико-химических свойств. Они дают ему требуемую жесткость, прочность, способность к деформации. Получить образец, обладающий наперед заданными параметрами, не так сложно. Достаточно точно подобрать сырье для матричной основы и состав наполнителя. Также нужно добиться нужной ориентации усиливающих компонентов в пространстве.

Матрица выполняется так, чтобы без искажений передавать напряжения, возникающий в композите. Как его прочная основа, она придает ему монолитность, устойчивость к воздействиям внешних факторов.

Основное достоинство композиционных материалов в их легкости. При гораздо меньшем удельном весе, они способны, не меняя и даже снижая общую массу конструкции, восстанавливать и улучшать ее базовые механические характеристики.

Наиболее наглядно это демонстрируют полимерные композиты. В составе узлов космических и авиационных летательных аппаратов, они экономят от 5 до 30 процентов их общей массы. Например, если спутник на околоземной орбите будет весить лишь на килограмм поменьше, экономия при его создании составит около тысячи долларов! А каждый отвоеванный у массы самолета грамм значительно скажется на снижении потребления топлива.

Стекловолокно или карбон: что лучше?

Видимо, вопрос этот задан не совсем правильно. Для каждого из этих полимерных композитов существует своя практическая прикладная ниша. Области применения этих материалов практически не пересекаются. За сравнительно дешевыми стеклопластиками закрепилось широкое применение в судостроении, радиоэлектронике, строительной отрасли. Кроме того, они идут на изготовление инвентаря для спортивных занятий и оконных рам в пластиковых окнах.

При хорошей твердости, теплоизолирующих показателях, стекловолокно, в отличие от хорошо проводящего электричество углеродного волокна, совершенно прозрачно для радиоволн. Поэтому впервые они использовались еще в конце Второй Мировой войны в антеннах радиолокаторов. Этим же вызвано очень широкое их применение в радиоэлектронной промышленности.

Популярное углеволокно

Углеволокна также наделены недосягаемой для стекловолокна величиной модуля упругости. Обладают они и значительно более низкой плотностью. Способны сохранять свои полезные свойства при огромных температурах. Особенно этим отличаются углепластики или термостойкие углеграфитовые материалы. В инертных средах и вакууме они не теряют своих характеристик при нагревании вплоть до 3000 градусов Цельсия.

Каждый из материалов незаменим именно там, где востребованы характерные именно ему свойства. Чтобы ответить на вопрос «стеклопластик или углепластик?» надо понимать, чего для чего нам нужен композит. Сфера применения углеродного волокна также довольно многогранна:

космос и аэрокосмическая индустрия: узлы ракет и скоростных самолетов, выдерживающие высокие температуры, а также тормозные диски и колодки в космических кораблях;
автомобилестроение: прекрасно снижающий вес машины материал для элементов болидов Формулы-1, ралли, автомобилей высокого класса;
автомобильные запчасти и аксессуары: отметим несколько декоративной значение карбона — им отделывают уже по поверхности, а сами узлы машин сделаны из нескольких слоев прозрачного стекловолокна;
лопасти ветряных турбин: для изготовления ребра жесткости эффективна стеклопластиковая ткань, но углеродная тоже подойдет, особенно если надо снизить массу лопасти генератора ветра;
спортивная индустрия, где тоже важен фактор снижения веса – из углепластика делают теннисные ракетки, клюшки для хоккея и гольфа, луки и стрелы, софтбольные биты и не только.

Оба композиционных материала наши широкое распространения в строительстве на объектах Москвы и Московской области. Углеродное волокно в гораздо большей степени. Изготовленные из него заводским способом стройматериалы – ленты, ламели, сетки — отлично восстанавливают и повышают несущую способность самых разных конструкций зданий, осуществляют гидроизоляцию, предохраняют от коррозии. Углеволокна необходимы при реставрации старых построек, сооружений исторической, культурной значимости.