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碳纤维

2014-03-20  人气:

关于碳纤维这个词,大多是从赛车报道中首先遇到的。现在的F1赛车身上90%为合成物料,而这些合成物料中90%就是碳纤维!不过非常有趣的是,虽然F1赛车上的这些碳纤维部件超级的昂贵,不过其实它和我们身上所穿的化纤衬衫(Rayon shirt)有着相同的渊源。
 
现在这个世界上有两种物质可以制造碳纤维,其中一种就是人造丝(Rayon)。Rayon是一种丝质的人造纤维,由纤维素(cellulose)所构成,而cellulose是构成植物主要组成部分的有机化合物。另外一种能制造碳纤维的物质是丙烯酸纤维(Acrylic fiber),学名应该是Polyacronitrile(PAN)。
 
制作碳纤维的方式会因生产商的不同而稍有不同。以McLaren F1赛车为例,车上的碳纤维板件的制作过程大致是先将人造丝或者丙烯纤维放在热框架上加热到摄氏250度,然后再以摄氏2600度在铁炉内加热,使之炭化为碳(Carbon)以及石墨(graphite)。炭化后的纤维会以每三千条微丝卷成一条0.1mm粗的细丝,并以之编织成网状图案,成为碳纤维布(碳纤维板的高强度就得意于这种单纤维整齐排列、紧密成束的内部构造)但是如果碳纤维布不再进行进一步加工,在室温环境下只有约三天的寿命,故此这种碳纤维布一般存放在零下18度的冷柜里,这样寿命可以延长到18个月。
 
碳纤维布之所以不马上加工成为碳纤维板,是因为车身的不同部件对碳纤维板的性质要求略有不同,有些碳纤维板用于车身结构上直接受力,而有些则用在阻流器上,有些则要经过特别的耐高温处理。(其实碳纤维板已经比普通的钢材耐高温,而且在一定的温度范围了,随着温度的上升,它的强度会逐渐的增大。一般钢在摄氏635度就会软化,当温度进一步上升到摄氏1400度,钢材就会开始融化,而碳纤维材料却在摄20~2000度之间都保持持续的强度上升。)一般加工碳纤维板,都要将板件在模具中成型时加入合成树脂(resin)。而不同的板件性质就是由与加入不同的合成树脂所造成的。
 

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