汽車碳纖維如何制造?
汽車碳纖維的制造主要有以下步驟。
首先,纖維會(huì)經(jīng)歷氧化過程,逐漸變成黑色。
接著在炭化爐中與無氧氣體混合,排除非碳原子,重新排列碳原子來增強(qiáng)強(qiáng)度。
然后,纖維浸泡入帶電流的水質(zhì)以便吸收樹脂,之后將碳纖維纏繞在滾筒上。
再把調(diào)制好的樹脂、環(huán)氧樹脂和硬化劑攪拌后倒入樹脂浸泡機(jī),安裝事先涂抹脫模劑的特種紙防止粘連,碳纖維網(wǎng)進(jìn)入浸泡,機(jī)器加熱使其吸收樹脂,末端用滾輪將碳纖維網(wǎng)夾在兩張紙之間,高溫高壓下樹脂滲透到數(shù)百萬碳纖維絲中,冷卻后抽出紙,最后用紙薄膜覆蓋再次纏繞在滾鼓上就完成了。
現(xiàn)階段常用的碳纖維復(fù)合材料成型工藝有噴射成型、纏繞成型、手糊成型等。從預(yù)浸料到最終部件需利用成型工藝加工,多種工藝并存以實(shí)現(xiàn)不同條件下的最好效果。
現(xiàn)在研究人員還想出用瀝青制造碳纖維的超廉價(jià)方法,能降低生產(chǎn)成本。
碳纖維之所以能應(yīng)用于汽車,是因?yàn)橛泻芏鄡?yōu)勢(shì)。比如能讓車輕量化,車重能減小 10%,油耗降低 6%~8%,排放降低 5~6%,0-100km/h 加速性提升 8-10%,制動(dòng)距離縮短 2~7m,還能使整車重心下移,提升操縱穩(wěn)定性。
在安全性方面,碰撞吸能能力是鋼的六到七倍、鋁的三到四倍。
舒適度上,具有更高的震動(dòng)阻尼,大幅增強(qiáng)行駛舒適性。
碳纖維強(qiáng)度高,比鋁合金輕 30%左右,比鋼材輕大約 50%左右,強(qiáng)度是鋼材的 7-9 倍。
目前碳纖維制成的復(fù)合材料僅用于少數(shù)昂貴汽車型號(hào),但未來可能會(huì)有更廣泛的應(yīng)用。
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