碳纖維材料的優(yōu)勢與制造過程

? 新聞資訊 ????|???? ?2019-01-07 09:00:40
碳纖維，對于我們來說它是一種既熟悉又陌生的高性能材料，既有碳材料硬的固有特性，又有紡織纖維柔的加工特性，被稱為材料之王。
作為增強(qiáng)材料的碳纖維和基體材料的樹脂組成了碳纖維復(fù)合材料。碳纖維用在汽車框架，座椅，機(jī)艙蓋，傳動軸，后視鏡等車身上，汽車用碳纖維有幾大優(yōu)勢：
 
1、輕量化：目前很火的電動汽車，由于受限于電池技術(shù)續(xù)航里程短成為制約其發(fā)展的瓶頸，就只能從車身結(jié)構(gòu)和材料替換上解決。碳纖維復(fù)合材料重量比鋼輕3/4,比鋁輕1/3，最直接的影響是續(xù)航里程長，更加的節(jié)能。
 
2、舒適性：碳纖維的柔軟拉伸性能，對整車的噪音振動控制有很好的提升，會大幅提升汽車的舒適性。
 
3、可靠性：碳纖維具有更高的疲勞強(qiáng)度，碰撞吸能性好，在減輕車輛重量的同時還能保住強(qiáng)度和安全性，降低了輕量化后帶來的安全風(fēng)險系數(shù)。
 
4、提高壽命：汽車上一些配件要求耐腐蝕，要經(jīng)過高溫，低寒，煙霧的考驗(yàn)，普通金屬件不能保證不同環(huán)境下的使用壽命。碳纖維不存在腐蝕和生銹問題，就增強(qiáng)了汽車部件的使用壽命。
 
碳纖維的制造過程
 
拉絲：把原材料經(jīng)過加熱，它是增強(qiáng)材料，纏繞成型用的增強(qiáng)材料，主要是各種纖維紗，如無堿玻璃纖維紗，中堿玻璃纖維紗，碳纖維紗，高強(qiáng)玻璃纖維紗，芳綸纖維紗及表面氈等。樹脂基體，及各種填料，擠壓形成凝膠形狀的絲條，塑料纖維是用數(shù)千條計(jì)的細(xì)絲組成。
 
穩(wěn)定：經(jīng)過400度加熱氧化，使熱塑性大分子轉(zhuǎn)換成耐熱性結(jié)構(gòu)。使其在高溫下不融不燃，保持纖維形狀，熱力處于穩(wěn)定狀態(tài)碳化：加溫1千-2千度將非碳原子驅(qū)離，隨著高溫氧化變成黑色，再經(jīng)過碳化爐碳原子結(jié)合在纖維上。
 
石墨化：平行的長絲在經(jīng)過帶電腐蝕表面以便更好的吸收樹脂，用幾百根纖維組成纖維網(wǎng)，樹脂涂布與纖維網(wǎng)同時進(jìn)入機(jī)器內(nèi)加熱樹脂吸附在纖維網(wǎng)上，通過擠壓樹脂滲入到纖維網(wǎng)絲內(nèi)，冷卻后液態(tài)樹脂就成凝膠狀。
 
原理就如同把一張紙完全粘貼成一疊厚厚的紙堆，紙堆就會變得堅(jiān)固。
 
提到碳纖維我都會想到是堅(jiān)固，輕便并且價格昂貴（相對于鋼材和鋁產(chǎn)品），例如用在F1賽車等高端產(chǎn)品上，但現(xiàn)在用在民用汽車上，其實(shí)碳纖維是廣義的物質(zhì)統(tǒng)稱，衍生出來的復(fù)合類材質(zhì)很多。
 
不同的復(fù)合材料根據(jù)碳化率不同高溫?zé)崽幚頊囟瘸杀疽膊灰粯?，從而生不同碳纖維材料之間的價格也會相差很大。隨著技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用范圍變大，更多資金的投入，回收再利用技術(shù)的成熟，碳纖維的成本會進(jìn)一步下降。碳纖維復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用會越來越多。
 
因此，碳纖維在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用會越來越廣泛，將來汽車的排放會越來越低碳，而汽車本身將越來越“高碳”。未來顛覆汽車的兩個技術(shù)就是，碳纖維新材料，智能化。
 
【來源：anytesting】
 
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