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汽車產(chǎn)業(yè)在全球工業(yè)制造領(lǐng)域有著非常重要的地位,造車的工藝隨著科研進步也在不斷提升。作為高端材料(Material)的碳(C)纖維在汽車行業(yè)的關(guān)注度越來越高,優(yōu)越的性能無疑讓眾多人相信其能給整個汽車行業(yè)帶來突破性進步。目前制作出來的碳纖維汽車具有很高的安全性(security)、整體輕量化、剛度高等諸多優(yōu)勢(解釋:能壓倒對方的有利形勢),但是對于這種材料在汽車上的大面積推廣應(yīng)用還非常困難,下面新材來給大家分析(Analyse)一下碳纖維汽車難普及(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)合樹脂制作成汽車用品的過程(guò chéng)是物理變化和材料(Material)結(jié)構(gòu)變化的過程,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)線無法使用,諸多需要把控的因素讓整車制作成本高昂且難以實現(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度大,硬度高,遠超過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。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發(fā)達國家的嚴格控制。另外碳纖維汽車殼體生產(chǎn)的碳纖維絲、樹脂等原料(raw material)和制作模具(稱號:工業(yè)之母)都需要很大花費。
內(nèi)容來自123456 結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計困難
碳(C)纖維復(fù)合材料有個特性便是各項異性,也就是說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,因為纖維絲拉伸強度(strength)高所以順著纖維的方向會表現(xiàn)出很大的強度但是,非纖維方向的性能就比較差了,這就為汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計者帶來了很大的難題。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)計過程中需要考慮(consider)的變量很多,大大增加了設(shè)計難以。
產(chǎn)品成型周期長、難度高
碳纖維汽車制品大部分是碳纖維和樹脂結(jié)合的復(fù)合材料,在制作過程中液態(tài)的樹脂到固化成型需要一定的時間,這對于需要嚴格控制(control)生產(chǎn)(Produce)工作效率(efficiency)的汽車制作商來說,會加大批量生產(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塵、高溫、高壓環(huán)境,這無疑更增加了工業(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,一但過度受力內(nèi)部纖維斷裂(fracture)、樹脂脫層,這種破壞幾乎是無法修復(fù)的,所以一但出現(xiàn)損壞就只能進行整體更換。碳纖維連接困難,部件大多一體成型,一但損壞,更換成本將會非常高昂。
使用的時長短,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)合的另一種材料樹脂(Resin)就沒那么耐用了,在外部環(huán)境侵蝕下一段時間內(nèi)便會出現(xiàn)老化。碳纖維本身在自然環(huán)境下幾乎不會被講解,而目前回收利用也沒有經(jīng)濟有效的方案。
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