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碳纖維零件能否取代金屬零件


作者:管理員 來源: 世紀盈實業(深圳)有限公司 發表時間:2017-6-30 8:42:22 閱讀:

       1861年,愛迪生把碳絲作為燈絲材料,成功發光45小時,把人類帶進電燈時代。

  隨著燈泡中碳絲被鎢絲替代,碳絲被丟進歷史角落近一個世紀。

  直至20世紀50年代,美國空軍在尋找耐燒熔材料時得知碳熔點高達3727℃并具有耐高溫、高強度特性,便將碳絲再次請進實驗室,發明了碳纖維。

  碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向堆砌而成、經碳化和石墨化處理而形成的微晶石墨材料。

  碳纖維“外柔內剛”,重量比金屬鋁小,強度卻高于鋼鐵,并且在有機溶劑、酸和堿中不溶不脹,耐腐蝕特性突出。它具有碳材料的固有本質特性,兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。

  碳纖維耐疲勞,比熱及導電性介于非金屬和金屬之間,熱膨脹系數小,導電導熱性能良好,電磁屏蔽性好。

  樹脂、固化劑等材料按照一定比例混合,然后再浸潤碳纖維面料,經過一系列固化處理,便形成碳纖維復合材料。這種材料具有傳統金屬材料所沒有的優點。

  加厚版碳纖維布的柔韌性非常差,幾乎跟剛性材料差不多。其原理就如同將紙片粘貼成一疊厚厚的紙堆,紙堆就會變得堅固。這就是碳纖維從紙般柔軟到鋼鐵般強硬的質變過程。

  東華大學材料科學與工程學院研究員、博士生導師潘鼎在接受《中國汽車報》記者采訪時說:“碳纖維抗拉強度是鋼的4倍以上,比重不到鋼的四分之一?!币虼?,“越結實就越重”的傳統觀念被徹底顛覆。

  低密度讓碳纖維更是被廣泛地用于大型飛機制造。比如,空中客機A350與A380、波音787均用碳纖維復合材料來降低油耗。另外,大型風力發電機葉片、賽車和高端自行車車身業大量使用碳纖維復合材料,這是碳纖維復合材料需求量增加的重要原因。


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