什么是汽车用碳纤维与汽车配件碳纤维化的优点

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铝已成为当今主流汽车行业的既定组成部分。皮卡车迷知道,它甚至用在一些全尺寸的卡车床上。这是因为公司已经能够开发出与钢一样坚固但明显更轻的铝合金。然后,较轻的车辆可以使用更小,更省油的发动机来实现相同的性能。
但是还有另一种新材料进入主流,它可以产生更大的影响。这种东西比铝强八倍,轻了1.5倍。不出所料,具有这些神奇属性的材料是由向导创建的。
它是碳纤维,最初由托马斯.爱迪生(Thomas Edison)(又名门洛帕克精灵)于1879年发明。
碳纤维汽车
什么是碳纤维?
虽然汽车术语有时会令人困惑,但事实并非如此。碳纤维字面意指主要由元素碳制成的纤维。对于爱迪生的早期例子,起点是棉花或竹子。他加热了那些有机碳基材料的小块,用作早期白炽灯泡中的细丝。加热过程烘烤出大部分非碳原子,剩下一小块碳纤维。由于钨最终更适合爱迪生的灯泡,碳纤维技术不得不等待大约80年才能实现下一次大的进步。
这也是从灯泡灯丝开始的。但到了1958年,科学家罗杰·培根(Roger Bacon)发现,在某些条件下,从某些碳基材料开始,在加热过程中可能会产生高强度的碳“晶须”。多年来,科学家们能够创造出基本上可以编织成片状的碳纤维纱线。
一般来说,当人们谈论在今天的汽车中使用“碳纤维”时,他们谈论的是编织成树脂的碳纤维股。接下来,根据需要将这种碳纤维复合材料(有时称为碳纤维增强塑料(CFRP))成形。一旦树脂凝固,你就拥有了一个轻质的汽车部件,它可以从构成钻石的相同元素中获得力量。
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碳纤维有哪些优点和缺点?
碳纤维的主要优点是其令人印象深刻的强度重量比。与我们上面提到的铝相比,它的优势在于,碳纤维比普通钢轻5倍,强10倍。它看起来也很酷。
碳纤维的主要缺点是价格。当20世纪50年代后期在实验室中制造出第一批新型碳纤维时,他们的发明者估计每磅成本为1000万美元。近年来,这已经下降了很多。事实上,一些专家预测到2020年碳纤维的价格将下降到每磅约4.50美元。相比之下,钢铁的成本约为每磅0.18美元。碳纤维的好处直接来自它的轻盈和强度。也就是说,它可以提供足够长期的效率和耐用性节省,以弥补定价的劣势。
此外,随着汽车制造商越来越关注业务的制造方面,碳纤维的成本将继续下降。例如,宝马公司已投资3亿美元建立一家合资企业,以运营位于华盛顿州摩西湖的世界上最大的碳纤维工厂。
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什么是汽车用碳纤维?
高级汽车和卡车中更常见碳纤维,但这些车辆可以从上到下使用。这也不夸张,因为从碳纤维车顶到碳纤维车轮都有车辆。前一类包括雪佛兰Corvette,它提供可拆卸的碳纤维车顶板,用于露天驾驶。与此同时,雪佛兰的对手竞争对手推出了业界首批量产的碳纤维轮毂,用于最新的2016福特谢尔比GT350R野马。
Corvette和Mustang以及许多其他跑车也提供碳纤维车身件,包括引擎盖,后翼和其他航空更新。在高效率的BMW i3中,德国品牌充分利用其碳纤维工厂的几乎所有车身面板。结果,原始i3的整备质量相对较轻,为2,755磅。如果宝马依靠传统钢材来制造汽车,它的重量将达到3,306磅,增加约20%。
i3和一些异国情调的超级跑车在皮肤下也有碳纤维。它是i3保护性乘客舱的一部分,对于兰博基尼Aventador,碳纤维几乎用于整个平台。在驾驶室内,碳纤维装饰可以打造豪华车型,从凯迪拉克ATS到路虎揽胜。
历史也可能在皮卡领域重演。同样,福特F-150标志着其铝床的突破,通用汽车正在研究在其即将推出的卡车中使用碳纤维达到类似目的。
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