Почему углеродное волокно становится все более популярным в автомобильной промышленности?

углеродное волокно (CF) — новый тип волокнистого материала с высокой прочностью и высокомодульным содержанием углерода более 95%. Он состоит из микрокристаллов чешуйчатого графита и других органических волокон, уложенных друг на друга в осевом направлении волокна и полученных путем карбонизации и графитизации микрокристаллических чернильных материалов. Углеродное волокно — новый материал с превосходными механическими свойствами. Его доля составляет менее 1/4 доли стали. Прочность на растяжение композита из углеродного волокна обычно превышает 3500 МПа, что в 7-9 раз больше, чем у стали. Но материал из углеродного волокна только в направлении оси волокна демонстрирует очень высокую прочность, его ударопрочность низкая и его легко повредить, поэтому при производстве конструкционных компонентов часто используется его преимущество в легкости при растяжении и избегается боковая ударная часть подшипника.

С академическими исследованиями от коротковолокнистого углеродного волокна до длинноволокнистого углеродного волокна технологии и продукты, использующие углеродное волокно для производства нагревательных материалов, постепенно вошли в военную и гражданскую области. Автомобильные композиты из углеродного волокна могут использоваться в качестве автомобильных приводных валов, пластинчатых пружин, рам и тормозных колодок. В настоящее время стальные материалы составляют около 3/4 веса кузова автомобиля. Если бы все стальные части автомобиля были заменены композитными материалами из углеродного волокна, вес кузова автомобиля уменьшился бы на 300 кг, эффективность использования топлива повысилась бы на 36%, а выбросы углекислого газа сократились бы на 17%.

1. Применение для кузова и шасси автомобиля, поскольку композитный материал с полимерной матрицей, армированный углеродным волокном, обладает достаточной прочностью и жесткостью, это самый легкий материал для изготовления основных конструкционных деталей, таких как автомобильные кузова и шасси. ПОДСЧЕТНО, ЧТО ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА МОЖЕТ УМЕНЬШИТЬ МАССУ АВТОМОБИЛЯ на 40-60%, что эквивалентно 1/3-1/6 массы стальной конструкции. Обычный кузов гоночного автомобиля и частично модифицированный кузов автомобиля все для этого, а визуальные эффекты превосходны и очень круты.

2. Применение тормозных колодок, углеродное волокно также применяется к тормозным колодкам из-за его защиты от окружающей среды и износостойкости, но продукты, содержащие композитные материалы из углеродного волокна, находятся на высокой стороне, поэтому этот вид тормозных колодок в основном используется в автомобили высокого класса. Тормозные диски из углеродного волокна широко используются в гоночных автомобилях, таких как автомобили F1. Он может снизить скорость автомобиля с 300 км/ч до 50 км/ч на расстоянии 50 м, при этом температура тормозного диска поднимется до более чем 900 ℃, а тормозной диск станет красным, т.к. он поглощает много тепловой энергии. Тормозные диски из углеродного волокна выдерживают температуру до 2 500 °C и обеспечивают превосходную стабильность торможения.

3, применение ступицы колеса, специалисты по производству ступицы колеса в Германии запустили серию колес, приняв конструкцию из 2 частей, внешнее кольцо изготовлено из углеродного волокна, а внутренняя ступица представляет собой легкий сплав с винтами из нержавеющей стали, по сравнению с общий размер массы колеса примерно на 40% ниже. Например, 20-дюймовая втулка весит 6 кг, тогда как типичная втулка весит около 18 кг. Усовершенствованное автомобильное специальное колесо типа RX-X, изготовленное компанией Kahm из Великобритании с использованием углепластика, имеет массу всего 6 кг, что позволяет ему двигаться на высокой скорости и минимизировать радиальную силу инерции колеса. Разработанное компанией DYMAG в Великобритании, самое легкое в мире колесо из углеродного волокна и магния состоит из двух частей: сетки из углеродного волокна и тормозного диска из магниевого сплава, соединенных специальными деталями с титановым покрытием.

4, приложение силы приводного вала автомобиля является более сложным, особенно он должен выдерживать большой крутящий момент, полностью учитывая анизотропию композитного материала, армированного углеродным волокном, высокую прочность и относительно низкие характеристики модуля, таким образом, используя углеродное волокно. усиленный композитный трансмиссионный вал для замены металлических изделий, отвечающий требованиям использования. Карданный вал из углеродного волокна не только снижает вес на 60%, но также обладает лучшей усталостной прочностью и долговечностью.

Поскольку применение углеродного волокна в автомобиле предназначено для достижения легкости автомобиля и удовлетворения жестких требований автомобиля, оно может не только удовлетворить глобальный спрос на энергосбережение и сокращение выбросов, но и решить проблему экономии топлива. относящийся к Фольксвагену.

#углепластик #углеродное волокно #углеродное волокно #углеродное волокно