淺談汽車(chē)碳纖維的好處與劣勢(shì)
汽車(chē)作為重要的交通工具,在國(guó)內(nèi)已經(jīng)得到了大范圍的普及。動(dòng)力是一輛汽車(chē)的核心賣(mài)點(diǎn),提供發(fā)動(dòng)機(jī)功率和效率是一個(gè)方向,另外一個(gè)方向是減輕汽車(chē)自身的重量。隨著碳纖維復(fù)合材料的興起,眾多汽車(chē)大廠(chǎng)也已經(jīng)開(kāi)始的碳纖維汽車(chē)應(yīng)用的嘗試。汽車(chē)碳纖維到底好還是不好??jī)?yōu)勢(shì)和劣勢(shì)又是什么?我們來(lái)做個(gè)簡(jiǎn)單的分析。
汽車(chē)碳纖維的好處有哪些?
在介紹汽車(chē)碳纖維的優(yōu)勢(shì)之前,我們得先知道為什么要選擇碳纖維。汽車(chē)自重降低,意味著油耗降低,行駛距離提升,起步更快,同樣操作性提升,慣性降低,剎車(chē)距離減少。而新興材料中碳纖維復(fù)合材料的密度遠(yuǎn)低于金屬,是優(yōu)質(zhì)的替代之選。
1、強(qiáng)度高模量高:碳纖維復(fù)合材料由碳纖維和樹(shù)脂融合而成,碳纖維本身的強(qiáng)度和模量很高,與樹(shù)脂融合平衡后也表現(xiàn)出較好的強(qiáng)度和模量。通過(guò)測(cè)試,熱固性碳纖維復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度一般都在3500Mpa以上,而一般的車(chē)用鋼材只有幾百M(fèi)pa的抗拉強(qiáng)度,也就是說(shuō)同樣截面積的材料,碳纖維復(fù)合材料超過(guò)鋼材幾倍。
2、重量輕:這個(gè)優(yōu)勢(shì)是汽車(chē)輕量化方向選擇碳纖維的核心因素。一輛汽車(chē),車(chē)身上下鋼材占據(jù)了越75%的重量。碳纖維復(fù)合材料的密度是鋼材的1/5左右,排除一些不可替代的重量部件,其他部分如果都更換成碳纖維復(fù)合材料,汽車(chē)整體重量可以下降300KG,燃油效率提升36%,二氧化碳排放也會(huì)下降17%。這不僅意味著省油,還意味著環(huán)保。
汽車(chē)碳纖維的劣勢(shì)是什么?
1、可塑性差:目前使用的碳纖維復(fù)合材料還停留在熱固性階段,一旦高溫模壓成型,就無(wú)法二次加工了,可塑性確實(shí)不敢恭維。碳纖維復(fù)合材料跟金屬材料相比,延展性不如后者,這就導(dǎo)致了如果汽車(chē)碳纖維外觀(guān)發(fā)生損傷,基本無(wú)法修復(fù),只能整體更換。
2、無(wú)法回收:金屬材料可以回收加工二次利用,而熱固性碳纖維復(fù)合材料不具備這樣的優(yōu)勢(shì),后續(xù)報(bào)廢部件的處理是一個(gè)問(wèn)題。
3、價(jià)格昂貴:鋼材市場(chǎng)早已成熟,甚至有點(diǎn)過(guò)飽和了,價(jià)格更低,而碳纖維復(fù)合材料大多是進(jìn)口原料,國(guó)內(nèi)加工,原料成本高,人工成本也高,整車(chē)碳纖維價(jià)格不菲。
雖然汽車(chē)碳纖維還存在一定的劣勢(shì),但是無(wú)法掩蓋它在汽車(chē)輕量化進(jìn)程上帶來(lái)的巨大優(yōu)勢(shì),像寶馬、奔馳、奧迪等等汽車(chē)大廠(chǎng)都在想方設(shè)法的突破極限,造成根據(jù)優(yōu)勢(shì)的好車(chē)型。碳纖維復(fù)合材料給予了一個(gè)希望。另外隨著熱塑性碳纖維復(fù)合材料的研究進(jìn)度加快,相信以后可塑性和無(wú)法回收這個(gè)劣勢(shì)會(huì)被逐漸填平,可能以后只有價(jià)格才是阻礙汽車(chē)輕量化的原因了吧。