碳纖維復(fù)合氈,大家都聽說過,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,被稱為材料王。
經(jīng)常用在飛機(jī),火箭,防彈車上的高端材料。碳纖維復(fù)合氈在汽車上的應(yīng)用是在F1賽車上。現(xiàn)在也用在民用汽車上,涂著黑漆,故意露出黑色編制花紋的碳纖維復(fù)合氈組件,開著就是拉風(fēng)。
纖維材料超輕,柔軟的特性,怎么做成堅固的汽車部件的?碳纖維復(fù)合氈昂貴的價格用在汽車上怎么降低成本?
碳纖維復(fù)合氈技術(shù)好的是日本和美國,日本是世紀(jì)上碳纖維復(fù)合氈生產(chǎn)大的國家,日本碳纖維復(fù)合氈產(chǎn)能占世界一半。
1880年愛迪生發(fā)明了碳纖維復(fù)合氈,沒錯就是那個發(fā)明燈泡的愛迪生。在實驗燈絲的時候就發(fā)現(xiàn)了碳纖維復(fù)合氈,經(jīng)過100多年的發(fā)展,2010年寶馬在i3,i8上使用了碳纖維復(fù)合氈,開啟了碳纖維復(fù)合氈在汽車上的應(yīng)用。
作為增強(qiáng)材料的碳纖維復(fù)合氈和基體材料的樹脂組成了碳纖維復(fù)合氈復(fù)合材料。碳纖維復(fù)合氈用在汽車框架,座椅,機(jī)艙蓋,傳動軸,后視鏡等車身上,汽車用碳纖維復(fù)合氈有幾大優(yōu)勢:
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)合氈復(fù)合材料重量比鋼輕3/4,比鋁輕1/3,直接的影響是續(xù)航里程長,更加的節(jié)能。
舒適性:碳纖維復(fù)合氈的柔軟拉伸性能,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。
可靠性:碳纖維復(fù)合氈具有更高的疲勞強(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)。
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,普通金屬件不能保證不同環(huán)境下的使用壽命。碳纖維復(fù)合氈不存在腐蝕和生銹問題,就增強(qiáng)了汽車部件的使用壽命。
碳纖維復(fù)合氈的制造過程
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,碳纖維復(fù)合氈紗,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,紙堆就會變得堅固。
提到碳纖維復(fù)合氈我都會想到是堅固,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)在有在民用汽車上,其實碳纖維復(fù)合氈是廣義的物質(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樱瑥亩煌祭w維復(fù)合氈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,碳纖維復(fù)合氈的成本會進(jìn)一步下降。碳纖維復(fù)合氈復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用會越來越多。
因此,碳纖維復(fù)合氈在汽車領(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,碳纖維復(fù)合氈新材料,智能化。
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