碳纤维是由碳元素组成的一种特种纤维,具备耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性;外形呈纤维状、质地柔软,可加工成各类织物。因其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向,沿纤维轴方向可实现较高强度与模量。碳纤维密度较小,拥有良好的比强度与比模量。碳纤维主要用作增强材料,和树脂、金属、陶瓷、碳材料等复合,制备先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料,拥有突出的比强度与比模量。
碳纤维材料也越来越受到汽车制造行业青睐,开始大量应用于汽车内外饰。碳纤维用于汽车制造优势在于自重较轻、强度较高,同等体积下重量仅为钢材的 20%~30%,强度可达钢材的 10 倍以上。汽车零部件采用碳纤维材料有助于实现轻量化,助力节能减排,业内普遍认为碳纤维在汽车领域的应用规模将持续扩大。
中科院曾研发碳纤维试验小汽车,主要应用碳纤维材料打造车身外壳:普通材质汽车引擎盖受到榔头大力敲击,容易产生凹陷;该碳纤维试验车外壳结构坚固,受到敲击后能够回弹,表面不易受损。研究资料显示,碳纤维复合材料车身对比传统钢制车身具备轻量化优势;碳纤维汽车摒弃传统钢结构,大量使用碳纤维材料,整车重量相比普通钢制车辆可降低 60%,同等燃油消耗条件下能够提升行驶里程。
碳纤维材料自重较轻,同时拥有不错的安全性能;碳纤维外观近似塑料,但材料抗冲击性能优于普通钢材,采用碳纤维制作的方向盘,机械强度与抗冲击性能更佳。在复合材料配合下,碳纤维复合材料能够有效提升车辆结构强度。目前碳纤维材料已经应用在高速列车裙板部位。
材料优势:
1、轴向强度和模量较高,密度低、比性能良好,无蠕变;在非氧化环境下耐受高温,耐疲劳性较好;比热、导电性能介于非金属与金属之间,热膨胀系数小、具备各向异性,耐腐蚀性能良好,X 射线透过性佳;同时拥有良好的导电导热性能、电磁屏蔽效果。
2、和传统玻璃纤维对比,碳纤维杨氏模量约为玻璃纤维 3 倍以上;对比凯夫拉纤维,杨氏模量约为其 2 倍左右;在有机溶剂、酸碱环境中不易溶解、不易溶胀,耐蚀表现优异。
以上是亿英玻纤对碳纤维材料的浅析,如果还有疑问,欢迎致电咨询。