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對于碳纖維有哪些常見認識誤區?

發布時間:2017-02-09作者:來源:瀏覽次數:1230

提及高科技的汽車輕量化問題,“碳纖維”這種材料似乎不能不說,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推廣的高科技材料。

常見誤區1:超級跑車用的都是碳纖維

關鍵點:錯誤的把碳纖維與碳纖維增強復合材料兩者混為一談。


碳纖維跑車


解讀:碳纖維和碳纖維增強復合材料

碳纖維復材對比

兩者的關系就像面粉與饅頭,人們都知道碳纖維原材料,但根據需要生產出高性能復合材料才是關鍵點。

并且從物理構層面講:碳纖維幾乎全部由“碳”組成(通常含碳量在95%以上),而增強復合材料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。>

所有用于汽車制造的材料幾乎都是碳纖維增強復合材料。

常見誤區2:提到碳纖維大家會認為是一種高大上的材料

碳纖維材料

關鍵點:碳纖維類材料也有高低檔之分,主要與產品特性、制造工藝相關

提到碳纖維類材料,我們開始能想到的便是堅固、輕質并且成本昂貴(相對于傳統鋼鋁塑料材質而言),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。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分產品的關鍵。

原則上,碳纖維只是在定義上的界定,根據需求衍生出來的復合材料有很多種,分類原則也很多,比如可以按原絲類劃分、按物理性能分、按應用功能分、按制造方法、按化學性能分等等,相應的也就有了高低劃分。這里就按原絲種類來分,有聚丙烯晴基纖維、黏膠絲和瀝青基纖維等幾個種類,而不用原材料就意味著碳化率不同。

另一個決定碳纖維制品的關鍵點就是制造工藝,通俗來說,碳纖維原材料的生產制備需要超高溫,不同溫度直接影響產品特性,而不同檔次的碳纖維原料其價格也相差幾十倍。另外,高溫制備也會產生環保問題

常見誤區3:紋路大體相似,把碳纖維與凱夫拉歸為一類

凱夫拉材料

關鍵點:兩者物理特性、化學特性、知識產權、應用范圍所屬等都有本質性不同

1972年美國杜邦公司把凱夫拉注冊為商標

人們會有一個疑問,每年碳纖維的產能很大,相對的凱夫拉則比較少,為什么不用碳纖維做防彈材料。

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替代,這其中重要的原因是凱夫拉很有韌性,具有吸能效應,也就是變形,而碳纖維材料因為高強度、高模量太脆,受沖擊容易斷裂故不易被替代。

前面已經說過碳纖維是一中含碳量很高的材料;而凱夫拉的化學名稱應該叫:聚對苯二甲酰對苯二胺,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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