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【知识库】为什么碳纤维越来越广泛的被运用汽车领域?

时间:2019-06-10  来源:  作者:

 众所周知,MANSORY在全球范围内是闻名遐迩的碳纤制造专家,可根据客户需求:精准的设计、研发、制造碳纤产品,并为欧洲知名的跑车提供外观和内饰碳纤维的制造,如奔驰的G系列,AMG系列,宝马全系产品,奥迪A8以上产品均有MANSORY的身影。

 

碳纤维,大家都听说过,对于我们来说它是一种既熟悉又陌生的高性能材料,既有碳材料硬的固有特性,又有纺织纤维柔的加工特性,被称为材料之王。经常用在飞机,火箭,防弹车上的高端材料。碳纤维在汽车上的应用最早是在F1赛车上。现在也用在民用汽车上,涂着黑漆,故意露出黑色编制花纹的碳纤维组件,开着就是拉风。

 

纤维材料超轻,柔软的特性,怎么做成坚固的汽车部件的?

 

1880年爱迪生发明了碳纤维,没错就是那个发明灯泡的爱迪生。在实验灯丝的时候就发现了碳纤维,经过100多年的发展,2010年宝马在i3、i8上使用了碳纤维,开启了碳纤维在汽车上的应用。

 

作为增强材料的碳纤维和基体材料的树脂组成了碳纤维复合材料。碳纤维用在汽车框架,座椅,机舱盖,传动轴,后视镜等车身上,汽车用碳纤维有几大优势:

轻量化:目前很火的电动汽车,由于受限于电池技术续航里程短成为制约其发展的瓶颈,就只能从车身结构和材料替换上解决。碳纤维复合材料重量比钢轻3/4,比铝轻1/3,最直接的影响是续航里程长,更加的节能。

舒适性:碳纤维的柔软拉伸性能,对整车的噪音振动控制有很好的提升,会大幅提升汽车的舒适性。 

可靠性:碳纤维具有更高的疲劳强度,碰撞吸能性好,在减轻车辆重量的同时还能保住强度和安全性,降低了轻量化后带来的安全风险系数。

提高寿命:汽车上一些配件要求耐腐蚀,要经过高温,低寒,烟雾的考验,普通金属件不能保证不同环境下的使用寿命。碳纤维不存在腐蚀和生锈问题,就增强了汽车部件的使用寿命。

碳纤维的制造过程:

拉丝:把原材料经过加热,它是增强材料,缠绕成型用的增强材料,主要是各种纤维纱:如无碱玻璃纤维纱、中碱玻璃纤维纱、碳纤维纱、高强玻璃纤维纱、芳纶纤维纱及表面毡等,树脂基体,及各种填料挤压形成凝胶形状的丝条,塑料纤维是用数千条计的细丝组成。

稳定:经过400度加热氧化,使热塑性大分子转换成耐热性结构,使其在高温下不融不燃,保持纤维形状,热力处于稳定状态碳化:加温1千-2千度将非碳原子驱离,随着高温氧化变成黑色,再经过碳化炉碳原子结合在纤维上。

石墨化:平行的长丝在经过带电腐蚀表面以便更好的吸收树脂,用几百根纤维组成纤维网,树脂涂布与纤维网同时进入机器内加热树脂吸附在纤维网上,通过挤压树脂渗入到纤维网丝内,冷却后液态树脂就成凝胶状。

 

 

原理就如同把一张纸完全粘贴成一叠厚厚的纸堆,纸堆就会变得坚固。

提到碳纤维我都会想到是坚固,轻便并且价格昂贵(相对于钢材和铝产品),例如用在F1赛车等高端产品上,但现在有在民用汽车上,其实碳纤维是广义的物质统称,衍生出来的复合类材质很多。

 

不同的复合材料根据碳化率不同高温热处理,温度成本也不一样,从而使不同碳纤维材料之间的价格也会相差很大。随着技术的发展,应用范围变大,更多资金的投入,回收再利用技术的成熟,碳纤维的成本会进一步下降,碳纤维复合材料在汽车上的应用会越来越多。

 

因此,碳纤维在汽车领域的应用会越来越广泛,将来汽车的排放会越来越低碳,而汽车本身将越来越“高碳”,未来颠覆汽车的两个技术就是,碳纤维新材料,智能化。而MANSORY在这个领域有独特的眼光,并一直走在世界前沿。

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