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      汽車碳纖維應用技術

      文章出處:網絡責任編輯:管理員人氣:發表時間:2015-10-02【

      碳纖維是一種力學性能優異的新材料,它的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為23000~43000Mpa也高于鋼。但碳纖維材料也只是沿纖維軸方向表現出很高的強度,其耐沖擊性卻較差,容易損傷,所以在制造成為結構組件時,往往利用其耐拉質輕的優勢而避免去做承受側面沖擊的部分一般。碳纖維的密度為1750 kg/立方米,此密度廣泛被使用于大型飛機,例如空中客車的A350與A380,波音787均利用碳纖維復合材料來減輕耗油量。另外大型風力發電機的葉片,賽車、高端自行車的車身均為碳纖維復合材料需求量增加的重要因素。
       
      目前碳纖維材料在民用量產汽車,尤其是中檔產品應用也十分廣泛,很多廠商也已經開始提供碳纖維材料的小組件,如后視鏡殼、內飾門板、門把手、排擋桿、賽車座椅、空氣套件等,同時可以原裝位安裝到發動機艙的風箱、進氣歧管等碳纖維改裝件也是品種繁多。
       
      每一根碳纖維由數千條更微小的碳纖維所組成,直徑大約5至8微米。在原子層面的碳纖維跟石墨很相近,是由一層層以六角型排列的碳原子所構成。兩者差別在于層與層之間的連結。石墨是晶體結構,它的層間連結松散,而碳纖維不是晶體結構,層間連結是不規則的。
       
      從紙般柔軟到鋼鐵般強硬的質變過程,通過在模具中按纖維方向交錯疊放碳纖維布,利用環氧樹脂粘接劑將多層切割好的碳纖維布逐層站在一起,這一過程需要用5到10層甚至更多的碳纖維布,粘合成加厚版碳纖維布。這時它的柔韌性已經非常的差,幾乎跟剛性材料差不多。
       
      摸上去手感與塑料差不多,卻有著鋼鐵一般強度和韌性的碳纖維組件,不僅能夠幫助整車有效減重,更由于其昂貴的特性而變成奢華的象征。以法拉利、蘭博基尼、帕加尼等為代表的意大利超級跑車想必大家非常熟悉,為了追求輕量化,由于制造過程幾乎不計成本,所以在車上大規模應用碳纖維組件甚至整車使用碳纖維材料完全不是難題。
       
      在民用汽車領域,奔馳嘗試應用碳纖維材料作為潰縮區域,首先在SLR McLaren上得到了應用。呈尖塔狀的碳纖維潰縮柱由無數根粗壯的碳纖維經過編織而成,雖然結構依舊無比堅硬,但是在設計上讓它能夠在正面碰撞時破碎成無數細小的碎片,來吸收大量的能量,并且碎片不會對人造成傷害,這一點非常類似于汽車鋼化玻璃的破碎原理。
       
       

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