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汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在全球工業(yè)制造領(lǐng)域有著非常重要的地位,造車(chē)的工藝隨著科研進(jìn)步也在不斷提升。作為高端材料(Material)的碳(C)纖維在汽車(chē)行業(yè)的關(guān)注度越來(lái)越高,優(yōu)越的性能無(wú)疑讓眾多人相信其能給整個(gè)汽車(chē)行業(yè)帶來(lái)突破性進(jìn)步。目前制作出來(lái)的碳纖維汽車(chē)具有很高的安全性(security)、整體輕量化、剛度高等諸多優(yōu)勢(shì)(解釋:能壓倒對(duì)方的有利形勢(shì)),但是對(duì)于這種材料在汽車(chē)上的大面積推廣應(yīng)用還非常困難,下面新材來(lái)給大家分析(Analyse)一下碳纖維汽車(chē)難普及(指遍布、遍及於一般)的因素(factor)。
碳纖維成本高,難控制(control)
碳(C)纖維制品的制作工藝和傳統(tǒng)的金屬加工是完全不同的,碳纖維布或預(yù)浸料結(jié)合樹(shù)脂制作成汽車(chē)用品的過(guò)程(guò chéng)是物理變化和材料(Material)結(jié)構(gòu)變化的過(guò)程,和金屬材料的焊合、沖壓有著本質(zhì)區(qū)別,繁瑣(fán suǒ)的工藝流程很多原有的生產(chǎn)(Produce)線(xiàn)無(wú)法使用,諸多需要把控的因素讓整車(chē)制作成本高昂且難以實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。
碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強(qiáng)度大,硬度高,遠(yuǎn)超過(guò)同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱?,此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家(美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)),對(duì)于向中國(guó)輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前,我國(guó)碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格控制。另外碳纖維汽車(chē)殼體生產(chǎn)的碳纖維絲、樹(shù)脂等原料(raw material)和制作模具(稱(chēng)號(hào):工業(yè)之母)都需要很大花費(fèi)。
內(nèi)容來(lái)自123456 結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計(jì)困難
碳(C)纖維復(fù)合材料有個(gè)特性便是各項(xiàng)異性,也就是說(shuō)該材料不同方向上所表現(xiàn)出現(xiàn)的物理、化學(xué)性能(化學(xué)反應(yīng)的參數(shù))是不相同的,因?yàn)槔w維絲拉伸強(qiáng)度(strength)高所以順著纖維的方向會(huì)表現(xiàn)出很大的強(qiáng)度但是,非纖維方向的性能就比較差了,這就為汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者帶來(lái)了很大的難題。碳纖維生產(chǎn)傳統(tǒng)的玻璃纖維相比,楊氏模量是其3倍多;它與凱夫拉纖維相比,楊氏模量是其2倍左右,在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹,耐蝕性突出。另外
碳纖維復(fù)合材料本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜,在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮(consider)的變量很多,大大增加了設(shè)計(jì)難以。
產(chǎn)品成型周期長(zhǎng)、難度高
碳纖維汽車(chē)制品大部分是碳纖維和樹(shù)脂結(jié)合的復(fù)合材料,在制作過(guò)程中液態(tài)的樹(shù)脂到固化成型需要一定的時(shí)間,這對(duì)于需要嚴(yán)格控制(control)生產(chǎn)(Produce)工作效率(efficiency)的汽車(chē)制作商來(lái)說(shuō),會(huì)加大批量生產(chǎn)的周期。碳纖維生產(chǎn)傳統(tǒng)的玻璃纖維相比,楊氏模量是其3倍多;它與凱夫拉纖維相比,楊氏模量是其2倍左右,在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹,耐蝕性突出。另外想要生產(chǎn)出高品質(zhì)(Character)的碳纖維制品需要無(wú)塵、高溫、高壓環(huán)境,這無(wú)疑更增加了工業(yè)化生產(chǎn)的難度。
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碳(C)纖維汽車(chē)部件難修復(fù)
碳纖維制品硬度(Hardness)高但是延展性能很差,一但過(guò)度受力內(nèi)部纖維斷裂(fracture)、樹(shù)脂脫層,這種破壞幾乎是無(wú)法修復(fù)的,所以一但出現(xiàn)損壞就只能進(jìn)行整體更換。碳纖維連接困難,部件大多一體成型,一但損壞,更換成本將會(huì)非常高昂。
使用的時(shí)長(zhǎng)短,難回收
碳纖維分子結(jié)構(gòu)組成非常穩(wěn)定,所以屬于很耐用的材料,但是復(fù)合的另一種材料樹(shù)脂(Resin)就沒(méi)那么耐用了,在外部環(huán)境侵蝕下一段時(shí)間內(nèi)便會(huì)出現(xiàn)老化。碳纖維本身在自然環(huán)境下幾乎不會(huì)被講解,而目前回收利用也沒(méi)有經(jīng)濟(jì)有效的方案。
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