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提及高科技的汽車輕量化問題(Emerson), ;碳纖維 ;這種材料(Material)似乎不能不說,堅固、輕度和具有紋理是人們對它的普遍印象;與此同時復(fù)雜工藝、昂貴價格,污染嚴重也是客觀存在的問題;然而在訴說這些之前,我們有必要糾正人們對碳纖維的錯誤認識,今天我們就來聊聊這項十三五重點(zhòng diǎn)推廣的高科技材料。
常見誤區(qū)1:超級跑車用的都是碳(C)纖維
關(guān)鍵點:錯誤的把碳纖維與碳纖維增強復(fù)合材料兩者混為一談。
解讀:碳纖維和碳纖維增強復(fù)合材料
兩者的關(guān)系就像面粉與饅頭,人們都知道碳纖維原料(raw material)(Material),但根據(jù)需要生產(chǎn)出高性能復(fù)合材料才是關(guān)鍵(解釋:比喻事物的重要組成部分)點。
并且從物理構(gòu)層面講:碳纖維幾乎全部由 ;碳 ;組成(通常含碳量在95%以上),而增強復(fù)合材料(Material)就要添加很多元素用來滿足更高的使用需求。最常見的就有聚丙烯晴基纖維、黏膠絲和瀝青基纖維等,特性不同、檔次也不同、功能也不同,后面我們會展開介紹。
本文來自123 所有用于汽車制造的材料幾乎都是碳纖維增強復(fù)合材料。
常見誤區(qū)2:提到碳(C)纖維大家會認為是一種高大上的材料(Material)
關(guān)鍵點:碳纖維類材料也有高低檔之分,主要與產(chǎn)品(Product)特性、制造工藝相關(guān)(related)
提到碳纖維類材料(Material),我們開始能想到的便是堅固、輕質(zhì)并且成本昂貴(相對于傳統(tǒng)鋼鋁塑料材質(zhì)來說),這種說法并沒有錯,因為能用到汽車跑車甚至F1賽車上的碳纖維確實都是高端制品。碳纖維配件一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。但是這并不代表碳纖維材料就沒有高中低檔之分,其中良莠不齊的原材料和工藝流程的區(qū)分產(chǎn)品(Product)的關(guān)鍵。
原則上,碳纖維只是在定義上的界定,根據(jù)需求衍生(釋義:演變而產(chǎn)生)出來的復(fù)合材料(Material)有很多種,分類原則也很多,比如可以按原絲類劃分、按物理性能分、按應(yīng)用功能分、按制造方法、按化學性能(化學反應(yīng)的參數(shù))分等等,相應(yīng)的也就有了高低劃分。碳纖維生產(chǎn)具有許多優(yōu)良性能,碳纖維的軸向強度和模量高,密度低、比性能高,無蠕變,非氧化環(huán)境下耐超高溫,耐疲勞性好,比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間,熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性,耐腐蝕性好,X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。這里就按原絲種類來分,有聚丙烯晴基纖維、黏膠絲和瀝青(成分:瀝青質(zhì)和樹脂)基纖維等幾個種類,而不用原料(raw material)就意味著碳化率不同。
123456 另一個決定碳(C)纖維制品的關(guān)鍵(解釋:比喻事物的重要組成部分)點就是制造工藝,通俗來說,碳纖維原材料的生產(chǎn)制備需要超高溫,不同溫度直接影響產(chǎn)品特性,而不同檔次的碳纖維原料其價格也相差幾十倍。另外,高溫制備也會產(chǎn)生環(huán)保問題(Emerson)
常見誤區(qū)3:紋路大體相似,把碳(C)纖維與凱夫拉歸為一類
關(guān)鍵點:兩者物理特性、化學特性、知識產(chǎn)權(quán)(intellectual property)、應(yīng)用范圍所屬等都有本質(zhì)性不同
人們會有一個疑問,每年碳(C)纖維的產(chǎn)能很大,相對的凱夫拉則比較少,為什么不用碳纖維做防彈材料。碳纖維配件一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。
用途不同,凱夫拉會用在防彈頭盔甚至坦克裝甲上,這些地方不會用碳纖維材質(zhì)替代,這其中重要的原因是凱夫拉很有韌性,具有吸能效應(yīng),也就是變形,而碳纖維材料(Material)因為高強度(strength)、高模量太脆,受沖擊容易斷裂故不易被替代。
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前面已經(jīng)說過碳纖維是一中含碳量很高的材料(Material);而凱夫拉的化學名稱應(yīng)該叫:聚對苯(化學式:C6H6) 二甲酰對苯二胺,二者同屬于人造纖維,并且工藝流程特比較相似,但是其實是不同的材料。
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