本文目录,1、,碳纤维用在车上的好处,2、,如何用碳制作碳纤维,3、,碳纤维那么脆弱为什么还用它,4、,碳纤维和铝合金哪个好,5、,碳纤维飞机优缺点,X5油箱盖怎么打开,虽然碳纤维的基本材料——由碳制成的纤维——听起来很简单，但是有无数的方法将这些相对简单的纤维与其他产品结合起来，创造更强大，更硬，并且更轻的材料深受设计工程师的青睐现代高科技项目,碳纤维前驱体碳纤维通常始于有机聚合物，称为前体,大约90％的时间，该前体是聚丙烯腈（PAN）,有时使用人造丝或石油沥青代替,有机聚合物由碳原子结合的长链分子组成,前体的组成因制造商而略有不同，确切的
碳纤维用在车上的好处
X5油箱盖怎么打开
如何用碳制作碳纤维
虽然碳纤维的基本材料——由碳制成的纤维——听起来很简单，但是有无数的方法将这些相对简单的纤维与其他产品结合起来，创造更强大，更硬，并且更轻的材料深受设计工程师的青睐现代高科技项目。碳纤维前驱体碳纤维通常始于有机聚合物，称为前体。大约90％的时间，该前体是聚丙烯腈（PAN）。有时使用人造丝或石油沥青代替。有机聚合物由碳原子结合的长链分子组成。前体的组成因制造商而略有不同，确切的组成通常是一个严密保护的商业秘密。在制造过程中，可能会添加气体，液体和其他材料，为碳纤维中创建各种特性。有时会寻求特定的效果；在其他时候，目的是特定反应或防止特定反应。同样，过程材料的精确组合通常是公司的秘密。碳纤维制造工艺一旦实现了正确的加工材料组合，就可以将前体拉成长条或纤维，然后在惰性气体中在高温下加热（热解）以实现碳化。碳化会排出大多数非碳原子，从而留下长且紧密编织的碳原子链，仅剩下少量的非碳材料。此过程通常包含五个步骤：纺丝—将前体与其他材料混合，然后纺成纤维。然后将这些纤维洗涤并拉伸。稳定化-碳纤维在碳化之前必须进行化学改变，以通过将其线性原子键更改为梯形键来使其具有更高的热稳定性。将纤维在空气中加热到200-300°C大约30分钟到2小时。这种加热过程迫使碳原子从空气中吸收氧原子，并将分子重新排列成更热稳定的键合模式。必须仔细控制此放热过程，以防止纤维过热。有多种用于稳定碳纤维的方法。碳化-纤维热稳定后，将其在无氧的情况下加热至1,000-3,000°C保持几分钟。氧气的缺乏阻止了纤维在如此高的热量下燃烧。在此过程中，重要的是保持炉内的气压高于炉外的气压，并保持纤维的入口和出口密封，以防止氧气进入炉内。在此高温下，纤维排出其非碳原子，而其余的碳原子形成紧密结合的碳晶体。这些碳晶体平行于碳纤维的长轴排列。表面处理-碳化过程使纤维具有光滑的表面，该表面不能与用于制造复合产品的环氧树脂和其他材料很好地粘合。因此，表面被轻微氧化。氧化使表面具有更好的化学键合特性，同时还蚀刻了表面以使化学物质更好地粘附于表面。有时将纤维浸入二氧化碳，空气或臭氧等气体中，或将其浸入硝酸或次氯酸钠等液体中进行氧化。其他时候，通过将带正电的纤维浸入导电材料的浴中，通过电解来实现氧化。无论采用哪种表面处理方法，至关重要的是必须在专家的仔细监督下进行操作，以防止引入可能导致材料故障的表面缺陷。上浆—一旦氧化，就将纤维包起来，以防止在缠绕到线轴上或机织成织物时损坏。涂覆过程被称为上浆，并且上浆材料经过仔细选择以与用于形成复合结构的粘合剂相容。涂层材料可能包括聚酯，尼龙，氨基甲酸酯或环氧树脂。碳纤维上浆后，将它们缠绕到线轴上，然后装入纺纱机中，然后捻成各种尺寸的纱线。然后可以将这些纱线编织成织物或形成复合材料。
碳纤维那么脆弱为什么还用它
原因如下:碳纤维具有质轻、高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、抗冲刷及溅射以及良好的可设计性、可复合性等一系列其他材料所不可替代的优良性能，是火箭、卫星、导弹、战斗机和舰船等尖端武器装备必不可少的战略新兴材料。碳纤维作为一种性能优异的战略性新材料，其密度不到钢的1/4、强度却是钢的5-7倍。与铝合金结构件相比，碳纤维复合材料减重效果可达到20％-40％；与钢类金属件相比，碳纤维复合材料的减重效果可达到60％-80％。
碳纤维和铝合金哪个好
碳纤维好虽然碳纤维性能方面要优于铝合金，但是在价格方面碳纤维制品也要稍加贵一点。两者同为减重材料，碳纤维材料的密度约为1.6g/cm3，铝合金的密度大约在2.7g/cm3，相差不大，基本上一些需要减重的部件通常考虑的也就是这两种材料。其二，这两种材料都具有较为优秀的力学性能，只不过碳纤维要突出一些，碳纤维的强度、硬度要优于传统金属材料，特别是弯曲强度，弯曲强度是指材料在弯曲负荷作用下破裂或达到规定弯矩时能承受的最大应力，一般金属都不具备弯曲强度，而像我们常用的T300碳纤维的弯曲强度达到1300MPa，T700、T1000碳纤维则要更加优秀。铝合金的塑性好，能够加工成各种型材，而碳纤维兼具纺织纤维的柔软性，可设计性强，能够根据产品的性能要求采用合理的成型，能够发挥出最有效的作用。在耐腐蚀方面，碳纤维是一种非金属材料，电化学活性低，所以一般对酸碱盐等化学介质呈惰性，而铝合金虽然是一种金属材料，但是铝很容易被氧化、在表面形成一层致密的保护膜（氧化铝）对内部具有非常优秀的保护作用。
碳纤维飞机优缺点
众所周知，在航空业中，飞机越轻，运营成本越低。较低的重量提高了燃油效率，从而大大降低了飞机的总体运营成本。由于碳纤维复合材料的重量非常坚固，因此飞机制造商正朝着这个方向倾斜。与传统的铝制飞机相比，使用碳纤维复合材料制造飞机的重量最多可减轻20％。专家估计，每减轻一公斤的重量，在飞机的整个生命周期中将节省约100万美元的成本。总共节省了很多钱！碳纤维改善空气动力学性能除了减轻重量外，飞机燃油效率的另一个重要因素是空气动力学。设计越时尚，飞机的燃油效率就越高。由于碳纤维复合材料的制造工艺可以产生非常光滑但复杂的几何形状，因此飞机设计人员可以更轻松地优化碳纤维飞机的空气动力学性能。此外，碳纤维的刚度还有助于在商用飞机中使用后掠式机翼设计，通过减少空气动力阻力，将燃油消耗最多降低了5％。碳纤维减少了零件数量在飞机制造中使用碳纤维有助于降低成本的另一个领域是飞机制造所需的零件数量。例如，空中客车A380通常由大约600万个零件组成。但是，由于碳纤维复合材料零件是模制的，因此可以设计每个模具，以便将几个不同的零件组合到一个模具中，从而显着减少构建平面所需的零件数量。由于构建飞机所需的零部件更少，因此也需要更少的制造时间。此外，由于碳纤维部件的重量更轻，因此操作和组装所需的人员更少。所有这些因素加起来大大节省了飞机制造的成本。未来使用碳纤维的飞机设计在控制空气动力学效率和节省燃油方面，使用碳纤维代替传统金属来制造飞机可为飞机设计人员提供更大的灵活性。这种灵活性也使人们有机会改变传统的飞机设计。未来的商用飞机可能包括机身和机翼融合在一起的设计，类似于今天的某些军用飞机。这种类型的设计极大地提高了飞机的升/降比，使飞机在空气动力学方面更有效，同时仍减轻了重量。一架最新的空中客车概念飞机推出了一种带有更胖，弯曲的机身的飞机，旨在改善气流并提供更多的机舱空间。更长，更薄的机翼将减少阻力并提高燃油效率。U形尾巴可起到屏蔽作用，以减少发动机噪音。碳纤维甚至可以构思所有这些概念。使用碳纤维的缺点是，如果您想制造出像样的产品，1. 需要模具，制造模子并不总是那么容易，而且您通常需要一些懂复合材料的专业人士的帮助；2. 需要设备：热压罐，真空管路等；3. 需要辅助材料：脱模剂，真空袋等另一个缺点是碳纤维的数量，它非常昂贵。这种材料重量轻，坚固，但是您必须支付大量现金才能在商品中使用它。这对环境不利，首先在制造过程中产生污染，而在降解时又产生污染。它只有一种颜色（黑色），由于价格昂贵，因此没人愿意将其隐藏为其他任何颜色。碳纤维不易生物降解，在手动切割或者数控CNC加工的过程中产生的粉尘对人体有永久性的伤害，在吸入人体后无法随代谢排出，它会导致某种形式的肺癌。
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