Graphit findet aufgrund seiner ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit, elektrischen Leitfähigkeit und thermischen Stabilität breite Anwendung im Anlagenbau der chemischen Industrie. Allerdings weist Graphit vergleichsweise schwache mechanische Eigenschaften auf, insbesondere unter Stoß- und Vibrationseinwirkung.GlasfaserAls Hochleistungswerkstoff bietet Graphit aufgrund seiner Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und überlegenen mechanischen Eigenschaften erhebliche Vorteile beim Einsatz in chemischen Anlagen auf Graphitbasis. Zu den spezifischen Vorteilen zählen:
(1) Verbesserte mechanische Leistung
Die Zugfestigkeit von Glasfasern kann bis zu 3450 MPa erreichen und übertrifft damit die von Graphit, die typischerweise zwischen 10 und 20 MPa liegt, deutlich. Durch die Beimischung von Glasfasern zu Graphitwerkstoffen lässt sich die mechanische Gesamtleistung der Anlagen erheblich verbessern, insbesondere die Stoß- und Vibrationsfestigkeit.
(2) Korrosionsbeständigkeit
Glasfaser weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber den meisten Säuren, Laugen und Lösungsmitteln auf. Graphit selbst ist zwar hochgradig korrosionsbeständig,Glasfaserkann in extremen chemischen Umgebungen, wie z. B. hohen Temperaturen und hohem Druck, oxidierenden Atmosphären oder Flusssäureumgebungen, eine überlegene Leistung bieten.
(3) Verbesserte thermische Eigenschaften
Glasfasern weisen einen extrem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) von ca. 5,0 × 10⁻⁷/°C auf und gewährleisten so Dimensionsstabilität unter thermischer Belastung. Ihr hoher Schmelzpunkt (1400–1600 °C) sorgt zudem für eine hervorragende Hochtemperaturbeständigkeit. Dank dieser Eigenschaften behalten glasfaserverstärkte Graphitbauteile ihre strukturelle Integrität und Funktionalität auch bei hohen Temperaturen und weisen nur minimale Verformungen auf.
(4) Gewichtsvorteile
Mit einer Dichte von etwa 2,5 g/cm³ ist Glasfaser etwas schwerer als Graphit (2,1–2,3 g/cm³), aber deutlich leichter als metallische Werkstoffe wie Stahl oder Aluminium. Die Integration von Glasfaser in Graphitgeräte verbessert die Leistung, ohne das Gewicht wesentlich zu erhöhen, wodurch die Geräte weiterhin leicht und tragbar bleiben.
(5) Kosteneffizienz
Im Vergleich zu anderen Hochleistungsverbundwerkstoffen (z. B. Kohlenstofffaser) ist Glasfaser kostengünstiger und daher vorteilhaft für großtechnische industrielle Anwendungen:
Rohstoffkosten:GlasfaserBei Kohlenstofffasern wird vorwiegend kostengünstiges Glas verwendet, während für Kohlenstofffasern teures Acrylnitril benötigt wird.
Herstellungskosten: Beide Materialien erfordern eine Verarbeitung bei hohen Temperaturen und hohem Druck, aber die Kohlenstofffaserproduktion beinhaltet zusätzliche komplexe Schritte (z. B. Polymerisation, Oxidationsstabilisierung, Karbonisierung), was die Kosten in die Höhe treibt.
Recycling und Entsorgung: Kohlenstofffasern sind schwer zu recyceln und bergen bei unsachgemäßer Handhabung Umweltrisiken, was zu höheren Entsorgungskosten führt. Glasfasern hingegen sind am Ende ihrer Nutzungsdauer einfacher zu handhaben und umweltfreundlicher.
Veröffentlichungsdatum: 24. April 2025
