在汽车轻量化进程中,碳纤维是一个不得不提到的名称。质量强、硬度高是大多数人地碳纤维的第一印象,同时,还伴随着价格高、工艺难等问题。其实,很多人对车用碳纤维复合材料还存在着很多误区。
常见误区一:因为纹理相似,所以认为碳纤维材质与凯夫拉材质是同类
关键点:两者物理特性、知识产权所属等都有本质性不同
碳纤维,它其实就是一种纤维状的碳材料;而凯夫拉纤维材质则是美国杜邦(DuPont)公司对芳纶纤维材料产品的品牌名,它的化学名称应该叫:聚对苯二甲酰对苯二胺,由于同属人造纤维类材料,并且拥有相似的工艺流程,因而在视觉感受上确实有相似之处,但其实是不同的。
常见误区二:认为很多超级跑车用的都是碳纤维
关键点:错把碳纤维与碳纤维增强复合材料混为一谈
这可能是我们听闻最多的习惯性描述:很多跑车都使用了碳纤维...实际上,几乎所有高性能车型使用的“碳纤维”都是碳纤维增强复合材料,这里强调的关键点其实是复合工艺而不是碳纤维本身。
举个更直白的例子:说“很多跑车都使用了碳纤维”就好比说:今天职工食堂里卖的主食只有大米,而准确的说法应该是:食堂卖的主食有大米做的米饭、大米做的炒饭、大米做的年糕等等。它们基础原料相同,但添加成分和制作方法其实是明显不同的。因此,我们可以简单的把碳纤维与碳纤维增强复合材料理解为:面粉与干粮的关系。
另外从物理构成讲:碳纤维几乎全部由“碳”构成(通常在95%以上),而增强复合材料就要增加很多元素以满足更高的使用需求。最常见的就有聚丙烯晴基纤维、黏胶丝和沥青基纤维等,特性不同、档次也不同。
另外从称谓的角度来说:碳纤维(CarbonFiber)的英文简称是CF,而碳纤维增强复合材料(CarbonFiberReinforcedPlastic)的英文简称则是CFRP,比如前不久刚刚在亮相的混动性能车是采用的CFRP,即碳纤维增强复合材料制造的车身主体。
常见误区三:提到碳纤维就认为是一种高级材质
关键点:碳纤维类材质也有高低档之分,主要与制造工艺相关
提到碳纤维类材质,我们首先能想到的便是坚固、轻量并且价格昂贵(相比传统钢铁和塑料材质而言),当然这并不错,因为能够应用到性能车型甚至是F1赛车上的碳纤维类类材质确实都是高端产品。只是这并不代表碳纤维类产品就没有低档货,当中良莠不齐的生产质量和制造工艺流程是区分高低端产品的关键。
事实上,碳纤维只是个广义上物质界定,根据应用需求衍生出的复合类材质其实超级多,分类的维度也很多,比如可以按原丝类型分、物理性能分、应用功能分、制造方法分等等,相应的就有了高低档次之分。这里就按原丝类型来分,通常就有聚丙烯晴基纤维、黏胶丝和沥青基纤维等种类,而不用原料则意味着碳化得率的不同。
这当中,用聚丙烯生产的碳纤维产量最多(约占市场的95%左右),它的碳化得率约为50%-60%左右,属于比较高的范围,而以沥青纤维为原料,碳化得率能达到80-90%,同时成本还更低,也是目前积极发展的类型。另一个决定碳纤维用途和档次的问题,就是制造工艺。
文章来源:挪恩复材
原标题:《碳纤维在汽车领域应用的常见误区》