將人造纖維類材質(zhì)用于汽車的生產(chǎn)已經(jīng)由來已久,如今幾乎所有的一線廠商都有使用碳纖維類材質(zhì)制造的汽車。但關于碳纖維在汽車上的應用,有幾個常見的誤區(qū),下面一起看下。
常見誤區(qū)一:認為很多超級跑車用的都是碳纖維
關鍵點:
錯把碳纖維與碳纖維增強復合材料混為一談
將人造纖維類材質(zhì)用于汽車的生產(chǎn)已經(jīng)由來已久,如今幾乎所有的一線廠商都有使用碳纖維類材質(zhì)制造的汽車。
兩者的關系就像面粉與干糧,即所有人都知道碳纖維可作為原材料,但根據(jù)需求生產(chǎn)出高性能復合材料才是難點和關鍵點。
另外從物理構(gòu)成講:碳纖維幾乎全部由“碳”構(gòu)成(通常在95%以上),而增強復合材料就要增加很多元素以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,后文我們會展開介紹。
幾乎所有用于汽車制造的都是CFRP碳纖維幾乎全部由“碳”構(gòu)成(通常在95%以上)是一種纖維狀的碳材料,復合材料通常會與樹脂結(jié)合。
另外從稱謂的角度來說:碳纖維(Carbon Fiber)的英文簡稱是CF,而碳纖維增強復合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic)的英文簡稱則是CFRP,比如大眾XL Sport混動性能車以及寶馬i系列車型都是采用的CFRP,即碳纖維增強復合材料制造的車身主體。
常見誤區(qū)二:提到碳纖維就認為是一種高級材質(zhì)
關鍵點:
碳纖維類材質(zhì)也有高低檔之分,主要與制造工藝相關
提到碳纖維類材質(zhì),我們首先能想到的便是堅固、輕量并且價格昂貴(相比傳統(tǒng)鋼鐵和塑料材質(zhì)而言),當然這并不錯,因為能夠應用到性能車型甚至是F1賽車上的碳纖維類類材質(zhì)確實都是高端產(chǎn)品。只是這并不代表碳纖維類產(chǎn)品就沒有低檔貨,當中良莠不齊的生產(chǎn)質(zhì)量和制造工藝流程是區(qū)分高低端產(chǎn)品的關鍵。
事實上,碳纖維只是個廣義上物質(zhì)界定,根據(jù)應用需求衍生出的復合類材質(zhì)其實超級多,分類的維度也很多,比如可以按原絲類型分、物理性能分、應用功能分、制造方法分等等,相應的就有了高低檔次之分。這里就按原絲類型來分,通常就有聚丙烯晴基纖維、黏膠絲和瀝青基纖維等種類,而不用原料則意味著碳化得率的不同。這當中用聚丙烯腈生產(chǎn)的碳纖維產(chǎn)量最多(約占市場的95%左右),它的碳化得率約為50%-60%左右,屬于比較高的范圍,而以瀝青纖維為原料,碳化得率能達到80-90%,同時成本還更低,也是目前積極發(fā)展的類型。
另一個決定碳纖維用途和檔次的問題,就是制造工藝,最簡單的,我們都知道生產(chǎn)碳纖維類材料通常需要超高溫熱處理步驟(通常在300℃-2000℃量級上),不同燒制溫度會直接影響產(chǎn)品的特性的成本,從而不同碳纖維類材料之間的差價可能在幾倍甚至幾十倍上下。另外,高溫燒制往往也意味著大量能源的消耗,當然這就屬于環(huán)保維度的問題了,我們暫且不提。
常見誤區(qū)三:因為紋理相似,所以認為碳纖維材質(zhì)與凱夫拉材質(zhì)是同類
關鍵點:
兩者物理特性、知識產(chǎn)權(quán)所屬等都有本質(zhì)性不同
按照化學式不同,芳綸纖維材料可分對位和間位兩種,杜邦的對位芳綸品牌位KEVLAR,間位芳綸品牌位NOMEX。
在一次參觀寶馬X5防彈車時,現(xiàn)場觀眾之間的交流問題。另外當時還有位朋友不解的問:每年碳纖維類材料的產(chǎn)量很大,而凱夫拉材質(zhì)(KEVLAR)年產(chǎn)量要少的多,為什么防彈材料不用碳纖維而用凱夫拉呢?
前面已經(jīng)介紹過碳纖維,它其實就是一種纖維狀的碳材料;而凱夫拉纖維材質(zhì)則是美國杜邦(DuPont)公司對芳綸纖維材料產(chǎn)品的品牌名,它的化學名稱應該叫:聚對苯二甲酰對苯二胺,由于同屬人造纖維類材料,并且擁有相似的工藝流程,因而在視覺感受上確實有相似之處,但其實是不同的。
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