碳纤维汽车行业应用
碳纤维纺织成碳纤维布,保持着超轻、柔软、耐拉的特性,也可变成坚硬的车体。从纸般柔软到钢铁般强硬的质变过程,是在模具中按纤维方向交错叠放碳纤维布,环氧树脂粘接剂逐层粘结,根据应用部位,需要5到10层甚至更多的碳纤维布,粘合成高强度的碳纤维构件。
碳纤维制品通过浸胶、模压、组件的成品毛坯,经过毛边、打磨、抛光等一系列工序,生产成碳纤维的各种配件。其中碳纤维布的工序成本大,不能批量生产,所以碳纤维制品一般价格都偏贵。
碳纤维是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上,是钢的7~9倍,抗拉弹性模量为23000~43000Mpa也高于钢。但碳纤维材料也只是沿纤维轴方向表现出很高的强度,其耐冲击性却较差,容易损伤,所以在制造成为结构组件时,往往利用其耐拉质轻的优势而避免去做承受侧面冲击的部分。他的密度为1750 kg/立方米,广泛使用于大型飞机,例如空中客车的A350与A380,波音787均利用碳纤维复合材料来减轻耗油量。另外大型风力发电机的叶片,赛车、高端自行车的车身均为碳纤维复合材料。碳纤维制品摸上去手感与塑料差不多,却有钢铁一般强度和韧性,不仅能够减重,还由于其昂贵的特性而变成奢华的象征。以法拉利、兰博基尼、帕加尼等为代表的意大利超级跑车想必大家非常熟悉,为了追求轻量化,由于制造过程几乎不计成本,所以在车上大规模应用碳纤维组件,甚至整车使用碳纤维材料。每束碳纤维由数千条微小的碳纤维丝所组成,直径大约5至8微米。在原子层面的碳纤维跟石墨很相近,是由一层层以六角型排列的碳原子所构成。两者差别在于层与层之间的连结。石墨是晶体结构,它的层间连结松散,而碳纤维不是晶体结构,层间连结是不规则的。