一文盘点汽车工业用碳纤维、芳纶、石墨烯的特性及应用
现如今,能源效率变得越来越重要,汽车行业也正在实施新的汽车制造技术,并寻找创新材料,使汽车更安全、更轻。除了碳纤维和凯夫拉等航空航天工业使用的解决方案外,创新的泡沫塑料可能是一个有趣的选择。
碳纤维的特性及其在汽车工业中的应用
碳纤维的拉伸强度是高级钢的四倍,同时还具有极高的柔韧性,这使其在飞机、航天器和跑车等应用中得到了应用。汽车中使用碳纤维的最著名的例子是雷克萨斯LFA,它主体结构的65%使用了碳纤维。碳纤维的强度使其不仅可以用于制造车顶或后备箱盖等车身部件,还可以用于制造一些机械部件或内部部件,包括支柱或地板。
为了用碳纤维制造零件,需要使用与最终产品形状相对应的模具。这些可以用四种不同的方式加工:第一种技术也是最耗费人力的一步是铺设织物层,然后用树脂手工浸透;第二种方法涉及使用所谓的预浸渍,或用树脂预饱和的层;第三种技术是树脂转移成型,它包括用树脂在模具中压力填充已经放置好的织物层。
最后一种也是最快的方法称为C-SMC(碳纤维增强片材模塑化合物),包括将树脂与精细切割的纤维混合注入模具中。然而,使用这种方法制成的复合材料结构件的缺点是最终产品的强度较低。在上述任何一种技术中,生产的最后阶段都是在约180°C的温度下对碳纤维部件退火数小时。一旦树脂固化,就可以对零件进行机械加工。
碳纤维具有许多优异的性能,但许多人想知道它对人体健康的影响。成品、树脂涂层碳纤维制品是完全安全的。碳纤维只有在切割的制造阶段才会产生有害影响。切割产生纤维粉尘会引起皮肤刺激和损伤,从而导致进一步的感染。这就是为什么每天使用碳纤维产品的人都要穿上合适的防护服和配备特殊过滤器的口罩。
凯夫拉纤维的特性及其在汽车工业中的应用
Kevlar,也被称为芳纶纤维,它是20世纪60年代在美国偶然发明的一种合成聚合物。当时,一组研究人员正在寻找一种轻质高强的材料,来取代轮胎中的橡胶,从而减少汽油消耗。结果是发明了一种具有高度颗粒有序性的非常强的聚合物,比钢轻五倍多,抗拉强度高达3620MPa。
在汽车应用中,它广泛用于轻型赛车和高性能汽车车身的构造,但不仅如此,它也可以在流行的车型中找到,在这些车型中,它可以用于加固正时皮带和散热器软管等关键部件。在赛车运动中,它作为特殊衬片的一个组成部分,还具有保护离合器的重要功能。
Kevlar纤维摩擦衬即使在高温下也非常耐用,因此它可以轻松地将更多扭矩传递给大功率发动机,例如跑车或越野车中使用的发动机。它提供了比传统衬片更长的离合器寿命,因此建议在恶劣的操作条件下使用。
石墨烯、发泡聚丙烯在汽车工业中应用
石墨烯是一种超级材料,现代科学尚未充分探索其所有可能性。这种材料具有由碳元素组成的二维结构,形成完美的六边形图案,比碳纤维和Kevlar更轻、更坚固。一平方公里的石墨烯重量只有757克,但它非常灵活,具有优异的电学性能。它不仅是生产超轻机身的理想材料,而且在未来,它还可以用于生产高效电池,甚至卷式触摸屏显示器。目前,石墨烯在汽车行业的最新应用包括生产防腐汽车涂料、轮拱,以及轻型单座赛车的实验镀层。据说,用于生产这种材料的石墨烯比碳纤维轻20%,强度是钢的200倍。
在汽车工业的材料创新中,不可能缺少膨胀聚丙烯EPP,这种材料最初在建模和后来的汽车保险杠结构中获得了特别的认可。这种材料的轻质泡沫结构由95%的空气组成,因此EPP汽车部件比传统塑料制成的部件轻约50%,但它们非常坚固。机械阻力和最小重量的结合使EPP有时被比作碳纤维。它的一个重要特征就是所谓的形状记忆。它在撞击下不会永久变形,而是恢复到最初的形状。由于这一特点,它已经彻底改变了负责安全的部件的生产,如头枕、座椅底座、汽车支柱和车门面板。由于其优异的绝缘、声学和电学性能,该材料在电动汽车电池组的生产以及储氢方面也有着未来的应用。EPP部件的制造过程非常简单,只需发泡聚丙烯树脂,然后在低压下将泡沫注入模具。值得强调的是,从经济角度来看,该材料是工业大规模生产的最佳材料,并且在许多品种的原材料生产商中广泛可用。
结束语
碳纤维、石墨烯和凯夫拉等材料由于价格相对较高,目前在汽车工业中还没有大规模量产。相比之下,EPP部件的注射成型是一种众所周知且易于获得的技术,即使具有非常复杂的形状或具有不同材料的附加插件,也能够快速且经济高效地制造可重复的部件。
大家都在看
-
盘点各大汽车品牌的明星车型 大众(Volkswagen) - 高尔夫(Golf)高尔夫作为大众汽车的代表车型之一,其设计及出色驾驶体验感使其成为欧美市场的标杆。高尔夫的底盘设计采用低重心布局,提供了极佳的操控性能,使得驾驶者在城市道路或高速公路 ... 汽车用品12-22
-
大众太猛!1-10月份燃油车销量排行,爆卖27万神车压轴,国人识货 就是今年了,今年的燃油车市场似乎没有想象中的冷清,许多消费者还是依然对燃油车保有热情,毕竟新能源车的投入太大,拿不出那么多钱去买电动车,小排量的燃油车能省油又实惠,的确更适合普通消费者。那么在1到10月 ... 汽车用品12-22
-
美系汽车的十大品牌,快来看看你知道哪些 在美系车的广阔天地中,众多品牌以其独特的魅力和卓越的性能,共同构筑了美国汽车工业的辉煌篇章。今天,我们将深入探讨美系车的十大排名,聚焦于福特(Ford)、雪佛兰(Chevrolet)、别克(Buick)、凯迪拉克(Cadi ... 汽车用品12-22
-
11月车企排名:接下来该谁倒下了? 市场从来都是悲喜两重天的。眼看着11月乘用车市场出现了向好的局面,11月份狭义乘用车批发销量还实现了15.3%的增长,而且乘联会也预测,今年年底车市翘尾行情将非常明显,谁曾想在混沌的市场中,有人说倒就倒,前有 ... 汽车用品12-22
-
全球汽车新排名:首次有2家中国企业跻身前十,单季度突破100万辆 2024年第三季度,全球汽车市场格局发生了显著变化,根据最新发布的销量数据,大多数车企的销量都出现了不同程度的下降,只有6家车企实现了同比正增长, 其中包括特斯拉、奇瑞和比亚迪等厂商。特斯拉在电动汽车市场中 ... 汽车用品12-19
-
美国年度汽车品牌排名:斯巴鲁位居榜首,宝马和雷克萨斯紧随其后 近日,美国《消费者报告》发布了2025年度汽车品牌排名,斯巴鲁荣登榜首,高出其他品牌一个身位,可靠性评分最高,今年斯巴鲁还首度超越了丰田和雷克萨斯,成为可靠性评分最高的品牌。《消费者报告》对新车和二手车进 ... 汽车用品12-19
-
我国车企全军覆没?全球汽车可靠性排行出炉 我国车企全军覆没?全球汽车可靠性排行出炉。如何看待美国消费者报告最新汽车可靠性排行榜单?这到底是怎么回事?今天小喻就来给大家聊一下这个话题。在当今竞争激烈的汽车市场中,大家都很关心哪个品牌的汽车最可靠 ... 汽车用品12-17
-
筋膜枪避坑攻略:十大排名中最值得入手的选择 筋膜枪就像健身后的“私人按摩师”,但市场上的选择实在让人头大。从几百块的平价款到上千元的“专业级”,真的是眼花缭乱。上个月,我的一个朋友因为盲目下单,结果收到一款噪音大的筋膜枪,不仅没放松肌肉,差点“ ... 汽车用品12-14
-
燃油车跌惨了?1-10月燃油轿车销量榜单 15款过十万 朗逸第二 新能源时代,燃油车的光芒开始减弱,销量与市占率都明显下滑。但实际上,燃油车就算不如从前那么火爆,并不代表燃油车没有市场,快速消失。其实,在销量上,燃油车的表现并没有想象中那么差。 日前,乘联会零售销量 ... 汽车用品12-14
-
2024 EDGE AWARDS 纵观如今的上市新车,除了比拼“冰箱、彩电、大沙发”外,AI语言、AI智驾、超充电池、零百加速……几乎都成了标配。智能化正在悄然改变汽车的产品形态和商业模式,新车智能化水平的高低也将会带来产品力的巨大差异。 ... 汽车用品12-14
相关文章
- 筋膜枪避坑攻略:十大排名中最值得入手的选择
- 燃油车跌惨了?1-10月燃油轿车销量榜单 15款过十万 朗逸第二
- 2024 EDGE AWARDS
- 美国《消费者报告》汽车品牌综合排名斯巴鲁第一,Jeep垫底!
- 全球汽车可靠性排行榜出炉:斯巴鲁意外登顶
- 买车需谨慎,2024第三季度汽车质量排行榜出炉,本田思域排第一
- 中国汽车品牌排行榜
- 1-10月进口车销量排行,雷克萨斯最稳,劳斯莱斯拖宝马后腿?
- 汽车坐垫十大品牌,盘点十款汽车坐垫
- 这4件汽车用品让你开车舒适更安全
- 爆款来了!比亚迪秦L领衔,盘点1-10月累计销量排名前8新车
- 全球及中国汽车可变阻尼减振器市场占有率以及排名分析报告
- 中国最强的十大汽车公司:1.上汽集团2.东风汽车3.中国第一汽车
- 国外蓄电池比国内香?汽车电池品牌排行榜速看
- 最新全球TOP15车规芯片供应商上半年业绩大PK
- 中国市场口碑最好的四款汽车品牌膜1、3M膜2、雷朋膜3、威固膜
- 盘点汽车零部件行业十大核心公司,谁才是超级黑马?
- 10月汽车销量榜TOP10解读,比亚迪独占6款,Model Y仅排第四
- 中大型SUV别乱买!最新质量排名公布:普拉多夺冠,X5、探陆上榜
- 车标logo很糗,但背景却很硬的十大汽车排行,小白鼠也分高低贵贱
热门阅读
-
充气泵十大品牌排行榜,充气泵哪个牌子好 07-13
-
车衣十大品牌排行榜,车衣哪个牌子好? 07-13
-
摩托车十大品牌排行榜,摩托车哪个牌子好? 07-13
-
汽车音响十大品牌排行榜,汽车音响哪个牌子好? 07-13
-
十大不能买的烂车,宁愿没有车也不买这些 07-14
-
世界上最野蛮的越野车,堪比坦克 04-26
-
Mpv销量排行榜前十名 中国汽车销量排行榜 05-06