Tại sao sợi carbon ngày càng trở nên phổ biến trong ngành công nghiệp ô tô?

sợi carbon (CF) là một loại vật liệu sợi mới có độ bền cao và mô đun hàm lượng carbon cao trên 95%. Nó bao gồm các vi tinh thể graphit dạng vảy và các sợi hữu cơ khác xếp chồng lên nhau dọc theo hướng trục của sợi và thu được bằng cách cacbon hóa và graphit hóa vật liệu mực vi tinh thể. Sợi carbon là một vật liệu mới có tính chất cơ học tuyệt vời. Tỷ trọng của nó nhỏ hơn 1/4 so với thép. Độ bền kéo của composite nhựa sợi carbon thường trên 3500Mpa, gấp 7 ~ 9 lần thép. Nhưng vật liệu sợi carbon chỉ dọc theo phương trục sợi thể hiện độ bền rất cao, khả năng chịu va đập kém và dễ hư hỏng nên việc chế tạo các cấu kiện kết cấu thường sử dụng ưu điểm nhẹ chịu kéo của nó và tránh chịu tác động phụ một phần.

Với các nghiên cứu hàn lâm từ sợi carbon sợi ngắn đến sợi carbon sợi dài, công nghệ và sản phẩm sử dụng sợi carbon để làm vật liệu sưởi ấm đã dần đi vào lĩnh vực quân sự và dân dụng. Vật liệu tổng hợp sợi carbon ô tô có thể được sử dụng làm trục truyền động ô tô, lò xo tấm, khung và má phanh. Hiện vật liệu thép chiếm khoảng 3/4 trọng lượng thùng xe. Nếu tất cả các bộ phận bằng thép của một chiếc xe được thay thế bằng vật liệu composite sợi carbon, trọng lượng của thân xe sẽ giảm 300kg, hiệu suất nhiên liệu sẽ được cải thiện 36% và lượng khí thải carbon dioxide sẽ giảm 17%.

1. Ứng dụng làm thân và khung ô tô, vì vật liệu composite ma trận polyme được gia cố bằng sợi carbon có đủ độ bền và độ cứng, nó là vật liệu nhẹ nhất để sản xuất các bộ phận kết cấu chính như thân và khung ô tô. DỰ KIẾN RẰNG VIỆC ỨNG DỤNG VẬT LIỆU COMPOSITE SỢI CACBON CÓ THỂ LÀM GIẢM MẠNH CỦA Thân và khung Ô TÔ từ 40% ~ 60%, tương đương với 1/3 ~ 1/6 khối lượng của kết cấu thép. Thân xe đua thông thường và thân xe được sửa đổi một phần đều nhằm mục đích này, hiệu ứng hình ảnh rất tuyệt vời và rất tuyệt.

2. Ứng dụng của má phanh, sợi carbon cũng được áp dụng cho má phanh vì đặc tính bảo vệ môi trường và chống mài mòn, nhưng sản phẩm có chứa vật liệu composite sợi carbon có độ bên cao nên loại má phanh này chủ yếu được sử dụng trong xe ô tô cao cấp. Đĩa phanh bằng sợi carbon được sử dụng rộng rãi trên xe đua, chẳng hạn như xe F1. Nó có thể giảm tốc độ của xe từ 300 km / h xuống 50 km / h ở quãng đường 50 m, lúc đó nhiệt độ của đĩa phanh sẽ tăng lên hơn 900 ℃, và đĩa phanh sẽ chuyển sang màu đỏ vì nó hấp thụ rất nhiều nhiệt năng. Đĩa phanh bằng sợi carbon có thể chịu được nhiệt độ lên đến 500 ° C và cung cấp độ ổn định phanh tuyệt vời.

3, ứng dụng của trung tâm bánh xe, các chuyên gia sản xuất trung tâm bánh xe ở Đức đã cho ra đời dòng bánh xe, áp dụng thiết kế 2 mảnh, vòng ngoài được làm bằng vật liệu sợi carbon, và trung tâm bên trong là hợp kim nhẹ, với các vít bằng thép không gỉ, so với kích thước chung của khối lượng bánh xe thấp hơn khoảng 40%. Ví dụ, một trung tâm 20 inch nặng 6 kg, trong khi một trung tâm điển hình nặng khoảng 18 kg. Bánh xe chuyên dụng dành cho ô tô tiên tiến loại RX-X do hãng Kahm của Anh chế tạo sử dụng chất liệu CFRP có khối lượng chỉ 6 kg, có thể chạy ở tốc độ cao và giảm thiểu lực quán tính hướng tâm của bánh xe. Được phát triển bởi DYMAG ở Anh, bánh xe bằng sợi carbon / magiê nhẹ nhất thế giới bao gồm hai phần, lưới bánh xe bằng sợi carbon và đĩa phanh magiê, được kết nối bằng phần cứng mạ titan đặc biệt.

4, trục truyền động ứng dụng lực của trục truyền động ô tô phức tạp hơn, đặc biệt là phải chịu mô-men xoắn lớn, xem xét đầy đủ đến vật liệu composite cốt sợi carbon có tính dị hướng, độ bền cao và mô-đun có đặc tính tương đối thấp, do đó sử dụng sợi carbon trục truyền động composite được gia cố thay thế các sản phẩm kim loại, đáp ứng yêu cầu sử dụng. Trục truyền động bằng sợi carbon không chỉ giảm 60% trọng lượng mà còn có khả năng chống mỏi và độ bền tốt hơn.

Miễn là việc ứng dụng sợi carbon trong ô tô nhằm đạt được trọng lượng nhẹ của ô tô và đáp ứng nhu cầu khắt khe của ô tô, thì nó không chỉ có thể đáp ứng nhu cầu toàn cầu về tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải mà còn đáp ứng được vấn đề tiết kiệm nhiên liệu. liên quan đến Volkswagen.

#CFRP # tấm sợi carbon # tấm sợi carbon # tấm vải sợi