Защо въглеродните влакна стават все по-популярни в автомобилната индустрия?

въглеродните влакна (CF) са нов тип влакнести материали с висока якост и висок модул на въглеродно съдържание над 95%. Състои се от люспести графитни микрокристали и други органични влакна, подредени по аксиалната посока на влакното и получени чрез карбонизация и графитизация на микрокристални мастилени материали. Въглеродните влакна са нов материал с отлични механични свойства. Съотношението му е по-малко от 1/4 от това на стоманата. Якостта на опън на композита от смола от въглеродни влакна обикновено е над 3500Mpa, което е 7~9 пъти повече от стоманата. Но материалът от въглеродни влакна само по посоката на оста на влакното показва много висока якост, устойчивостта му на удар е слаба и лесна за повреда, така че производството на структурни компоненти често използва предимството на светлината на опън и избягва носещата част от страничен удар.

С академичните изследвания от въглеродни влакна с къси влакна до въглеродни влакна с дълги влакна, технологията и продуктите, използващи въглеродни влакна за производство на нагревателни материали, постепенно навлязоха във военните и гражданските области. Композитите от въглеродни влакна за автомобили могат да се използват като автомобилни задвижващи валове, пластинчати пружини, рамки и спирачни накладки. Понастоящем стоманените материали съставляват около 3/4 от теглото на купето на автомобила. Ако всички стоманени части на автомобила бъдат заменени с композитни материали от въглеродни влакна, теглото на купето на автомобила ще бъде намалено с 300 кг, горивната ефективност ще бъде подобрена с 36%, а емисиите на въглероден диоксид ще бъдат намалени със 17%.

1. Приложение на автомобилно тяло и шаси, тъй като композитният материал с полимерна матрица, подсилен с въглеродни влакна, има достатъчна здравина и твърдост, той е най-лекият материал за производство на основни структурни части като автомобилни каросерии и шаси. ОЦЕНЕНО СЕ Е, ЧЕ ПРИЛОЖЕНИЕТО НА КОМПОЗИТЕН МАТЕРИАЛ ОТ ВЪГЛОРОДНИ ВЛАКНА МОЖЕ ДА НАМАЛИ МАСАТА НА АВТОМОБИЛНОТО тяло и шасито с 40% ~ 60%, което е еквивалентно на 1/3 ~ 1/6 от масата на стоманената конструкция. Обичайната каросерия на състезателна кола и частично модифицираната каросерия на кола са за тази цел, а визуалните ефекти са отлични и много готини.

2. Прилагането на спирачни накладки, въглеродните влакна се прилагат и за спирачни накладки поради своите характеристики за защита на околната среда и устойчивост на износване, но продуктите, съдържащи композитни материали от въглеродни влакна, са на високо ниво, така че този вид спирачни накладки се използва главно в висококачествени автомобили. Спирачните дискове от въглеродни влакна се използват широко в състезателни автомобили, като колите на F1. Той може да намали скоростта на автомобила от 300 км/ч до 50 км/ч на разстояние 50 м, при което температурата на спирачния диск ще се повиши до повече от 900 ℃ и спирачният диск ще стане червен, защото абсорбира много топлинна енергия. Спирачните дискове от въглеродни влакна могат да издържат на температури до 2 500 ° C и осигуряват отлична стабилност при спиране.

3, приложението на главината на колелото, експертите по производство на главината на колелото в Германия пуснаха серията колела, възприемайки дизайн от 2 части, външният пръстен е направен от материал от въглеродни влакна, а вътрешната главина е лека сплав, с винтове от неръждаема стомана, в сравнение с общият размер на масата на колелото е с около 40% по-малък. Една 20-инчова главина, например, тежи 6 кг, докато типичната главина тежи около 18 кг. Усъвършенстваното специално автомобилно колело тип RX-X, направено от Kahm от Великобритания с помощта на CFRP, има маса от само 6 kg, което може да се движи с висока скорост и минимизира радиалната инерционна сила на колелото. Разработено от DYMAG в Обединеното кралство, най-лекото колело от въглеродни влакна/магнезий в света се състои от две части, мрежа от въглеродни влакна и магнезиев спирачен диск, свързани чрез специален хардуер с титаниево покритие.

4, прилагането на сила на задвижващия вал на задвижващия вал на автомобила е по-сложно, особено трябва да носи голям въртящ момент, като се отчита напълно анизотропията на композитния материал, подсилен с въглеродни влакна, висока якост и относително нисък модул на характеристиките, като по този начин се използват въглеродни влакна подсилен композитен трансмисионен вал за замяна на метални продукти, отговарящ на изискванията за употреба. Задвижващият вал от въглеродни влакна не само намалява теглото с 60%, но също така има по-добра устойчивост на умора и издръжливост.

Докато приложението на въглеродни влакна в автомобила е за постигане на лекото тегло на автомобила и задоволяване на строгото търсене на автомобила, то може не само да отговори на глобалното търсене на енергоспестяване и намаляване на емисиите, но и да отговори на проблема с пестенето на гориво свързани с Фолксваген.

#CFRP #плоча от въглеродни влакна #плоча от въглеродни влакна #въглеродни влакна