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汽车碳纤维应用技术

文章出处:网络责任编辑:管理员人气:发表时间:2015-10-02【

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一般。碳纤维的密度为1750 kg/立方米,此密度广泛被使用于大型飞机,例如空中客车的A350与A380,波音787均利用爱游戏官方app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爱游戏官方app复合材料需求量增加的重要因素。
 
目前碳纤维材料在民用量产汽车,尤其是中档产品应用也十分广泛,很多厂商也已经开始提供碳纤维材料的小组件,如后视镜壳、内饰门板、门把手、排挡杆、赛车座椅、空气套件等,同时可以原装位安装到发动机舱的风箱、进气歧管等碳纤维改装件也是品种繁多。
 
每一根碳纤维由数千条更微小的碳纤维所组成,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。
 
从纸般柔软到钢铁般强硬的质变过程,通过在模具中按纤维方向交错叠放碳纤维布,利用环氧树脂粘接剂将多层切割好的碳纤维布逐层站在一起,这一过程需要用5到10层甚至更多的碳纤维布,粘合成加厚版碳纤维布。这时它的柔韧性已经非常的差,几乎跟刚性材料差不多。
 
摸上去手感与塑料差不多,却有着钢铁一般强度和韧性的碳纤维组件,不仅能够帮助整车有效减重,更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完全不是难题。
 
在民用汽车领域,奔驰尝试应用碳纤维材料作为溃缩区域,首先在SLR McLaren上得到了应用。呈尖塔状的碳纤维溃缩柱由无数根粗壮的碳纤维经过编织而成,虽然结构依旧无比坚硬,但是在设计上让它能够在正面碰撞时破碎成无数细小的碎片,来吸收大量的能量,并且碎片不会对人造成伤害,这一点非常类似于汽车钢化玻璃的破碎原理。
 
 

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