Brennt Carbonfaser? | Supreem Carbon Expertenratgeber

Brennt Kohlefaser?

KohlefaserKohlefaser selbst besteht hauptsächlich aus kristallinen Kohlenstoffatomen, die unter normalen Bedingungen eine hohe Brennbeständigkeit aufweisen. Reine Kohlefaser bleibt bis zu extrem hohen Temperaturen, oft über 3.000 °C, stabil, bevor Sublimation auftritt. Verbundteile aus Kohlefaser sind jedoch typischerweise in Polymerharzmatrizen (Epoxid, Vinylester usw.) eingebettet, die bereits bei deutlich niedrigeren Temperaturen verbrennen oder sich zersetzen können.

Obwohl die Kohlefaserverstärkung nicht im herkömmlichen Sinne „brennt“, kann der Verbundwerkstoff aufgrund seines Harzgehalts entflammbar sein. Industrietests zufolge beginnen Epoxid-basierte Kohlefaserverbundwerkstoffe typischerweise bei etwa 250–400 °C zu zerfallen, und die Harzpyrolyse kann brennbare Gase freisetzen.

1. Was passiert mit Kohlefasern im Feuer?

Im Brandfall schmilzt, verkohlt oder verbrennt die Harzmatrix, was zu Delamination und Schwächung der Verbundstruktur führen kann. Die Kohlenstofffasern halten extrem hohen Temperaturen stand, ohne zu verbrennen, können jedoch bei Temperaturen über 600 °C oxidieren, wenn sie Sauerstoff ausgesetzt werden. Diese Oxidation kann bei anhaltender Hitzeeinwirkung die Faserfestigkeit mit der Zeit beeinträchtigen.

2. Sind Kohlefaserteile flammhemmend?

Kohlefaserverbundwerkstoffe bieten im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffen und Metallen in mancher Hinsicht eine hervorragende Flammbeständigkeit. Die Faser selbst brennt nicht, die Flammbeständigkeit hängt jedoch maßgeblich vom Harz ab. Spezielle flammhemmende Harze oder Beschichtungen können das Brandverhalten deutlich verbessern. Einige Verbundwerkstoffe für die Luft- und Raumfahrt verwenden Phenol- oder Keramikmatrizen, die eine hervorragende Flammhemmung und Rauchunterdrückung bieten.

3. Welche Brandschutznormen gelten für Carbonfaserteile?

In der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und BauindustrieCarbonfaserteilemüssen den Brandschutznormen FAR 25.853 (Luftfahrt) oder FMVSS 302 (Fahrzeuginnenraummaterialien) entsprechen. Die Einhaltung stellt sicher, dass Harzsysteme und Verbundbaugruppen die Flammenausbreitung, Rauchentwicklung und Freisetzung giftiger Gase bei Brandeinwirkung minimieren.

4. Wie bewertet man das Brandverhalten bei der Beschaffung von Kohlefaserteilen?

Bei der Beschaffung von Kohlefaserkomponenten sollten Käufer detaillierte technische Datenblätter mit Angaben zu Harztypen, Flammschutzzusätzen und Brandschutzzertifikaten anfordern. Lieferanten liefern häufig UL-94-Bewertungen, Ergebnisse von vertikalen Brenntests und Wärmefreisetzungsraten zur Bestätigung der Brandsicherheit. Kenntnisse über die Temperaturbereiche der Betriebsumgebung und die Brandrisikofaktoren helfen bei der anwendungsspezifischen Materialauswahl.

5. Raucht Kohlefaser oder setzt sie giftige Gase frei, wenn sie erhitzt wird?

Bei Feuer oder Überhitzung setzen die duroplastischen Harze in Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen Rauch und potenziell giftige Gase wie Kohlenmonoxid und flüchtige organische Verbindungen (VOCs) frei. Die Kohlenstofffasern selbst setzen keine schädlichen Gase frei, sondern die Zersetzung der Harzmatrix ist das Hauptproblem. Verbesserte feuerfeste Harze reduzieren Rauchdichte und Toxizität.

Zusammenfassung für Industriekäufer:Kohlefaser bietet eine hervorragende Hochtemperaturstabilität und brennt nicht wie herkömmliche organische Materialien. Das Brandverhalten von Verbundteilen wird jedoch durch die umgebende Harzmatrix bestimmt. Achten Sie bei der Beschaffung von Kohlefaserkomponenten auf Harzsysteme, flammhemmende Eigenschaften, die Einhaltung von Brandschutznormen und umfassende Brandtestdaten des Lieferanten, um Sicherheit und Haltbarkeit in Ihrer Anwendung zu gewährleisten.