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提及高科技的汽车轻量化问题(Emerson), ;碳纤维 ;这种材料(Material)似乎不能不说,坚固、轻度和具有纹理是人们对它的普遍印象;与此同时复杂工艺、昂贵价格,污染严重也是客观存在的问题;然而在诉说这些之前,我们有必要纠正人们对碳纤维的错误认识,今天我们就来聊聊这项十三五重点(zhòng diǎn)推广的高科技材料。
常见误区1:超级跑车用的都是碳(C)纤维
关键点:错误的把碳纤维与碳纤维增强复合材料两者混为一谈。
解读:碳纤维和碳纤维增强复合材料
两者的关系就像面粉与馒头,人们都知道碳纤维原料(raw material)(Material),但根据需要生产出高性能复合材料才是关键(解释:比喻事物的重要组成部分)点。
并且从物理构层面讲:碳纤维几乎全部由 ;碳 ;组成(通常含碳量在95%以上),而增强复合材料(Material)就要添加很多元素用来满足更高的使用需求。最常见的就有聚丙烯晴基纤维、黏胶丝和沥青基纤维等,特性不同、档次也不同、功能也不同,后面我们会展开介绍。
本文来自123 所有用于汽车制造的材料几乎都是碳纤维增强复合材料。
常见误区2:提到碳(C)纤维大家会认为是一种高大上的材料(Material)
关键点:碳纤维类材料也有高低档之分,主要与产品(Product)特性、制造工艺相关(related)
提到碳纤维类材料(Material),我们开始能想到的便是坚固、轻质并且成本昂贵(相对于传统钢铝塑料材质来说),这种说法并没有错,因为能用到汽车跑车甚至F1赛车上的碳纤维确实都是高端制品。碳纤维配件一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。但是这并不代表碳纤维材料就没有高中低档之分,其中良莠不齐的原材料和工艺流程的区分产品(Product)的关键。
原则上,碳纤维只是在定义上的界定,根据需求衍生(释义:演变而产生)出来的复合材料(Material)有很多种,分类原则也很多,比如可以按原丝类划分、按物理性能分、按应用功能分、按制造方法、按化学性能(化学反应的参数)分等等,相应的也就有了高低划分。碳纤维生产具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。这里就按原丝种类来分,有聚丙烯晴基纤维、黏胶丝和沥青(成分:沥青质和树脂)基纤维等几个种类,而不用原料(raw material)就意味着碳化率不同。
123456 另一个决定碳(C)纤维制品的关键(解释:比喻事物的重要组成部分)点就是制造工艺,通俗来说,碳纤维原材料的生产制备需要超高温,不同温度直接影响产品特性,而不同档次的碳纤维原料其价格也相差几十倍。另外,高温制备也会产生环保问题(Emerson)
常见误区3:纹路大体相似,把碳(C)纤维与凯夫拉归为一类
关键点:两者物理特性、化学特性、知识产权(intellectual property)、应用范围所属等都有本质性不同
人们会有一个疑问,每年碳(C)纤维的产能很大,相对的凯夫拉则比较少,为什么不用碳纤维做防弹材料。碳纤维配件一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。
用途不同,凯夫拉会用在防弹头盔甚至坦克装甲上,这些地方不会用碳纤维材质替代,这其中重要的原因是凯夫拉很有韧性,具有吸能效应,也就是变形,而碳纤维材料(Material)因为高强度(strength)、高模量太脆,受冲击容易断裂故不易被替代。
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前面已经说过碳纤维是一中含碳量很高的材料(Material);而凯夫拉的化学名称应该叫:聚对苯(化学式:C6H6) 二甲酰对苯二胺,二者同属于人造纤维,并且工艺流程特比较相似,但是其实是不同的材料。
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