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碳纤维传动轴技术现状、存在问题及发展趋势浅析
来源:www.gshaoshi.com 发布时间:2019/11/26 10:43:52

碳纤维传动轴技术现状、存在问题及发展趋势浅析


一、碳纤维材料发展概述

碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。

碳纤维材料

上世纪60年代,高性能碳纤维作为增强材料实现了初步商业化,连续碳纤维增强的高性能树脂基复合材料因此诞生。

碳纤维复合材料性能优越,具有重量轻、强度高、比模量高等特点,生产技术难度大、成本较高,但优良的性能特点满足了高技术发展的需要,在过往在航天航空和军事领域应用比较多,并已从航空、航天、体育用品等领域转入汽车领域,随着技术水平的进步在汽车制造行业也已经开始普及应用。


二、碳纤维材料在汽车领域的应用情况
2014年5月9日,位于美国华盛顿州的西格里汽车碳纤维公司摩西湖工厂举办扩产奠基仪式,目前碳纤维的年产能达9000吨,摩西湖工厂已经成为世界上最大的碳纤维生产基地。

碳纤维要想在汽车领域普及,需要解决两个问题,一个是成本,另一个是回收问题。随着生产技术不断成熟,相信碳纤维的生产成本会不断降低。除了生产成本这个因素外,厂商和政府还需要考虑到碳纤维零件的回收问题,相比金属材料,碳纤维复合材料的回收利用更加困难。


三、碳纤维在汽车领域应用性能优点
1、轻量化优点
碳纤维复合材料具有其他材料不可比拟的比强度和比模量,密度只有1.6g/cm3左右,远低于钢铁和铝,将其应用于车身及其它零部件的设计可降低整车质量的35%左右,降低燃油消耗,如大众新推出的采用碳纤维复合材料车身和零部件的XL1车型总质量只有795kg,结合混动技术,百公里油耗仅0.9升。
2、耐久性优点
碳纤维复合材料主要由碳纤维丝束和树脂材料组成,碳元素化学性质稳定,无需进行表面防腐处理,其耐候性及耐老化性极好,寿命一般为钢材的2-3倍。采用CFRP材料生产的功能性零部件的疲劳强度也远高于钢材。
3、强度高、安全性优点

碳纤维复合材料的机械性能优于金属材料。其抗拉强度是普通钢材的4-5倍,刚度是普通钢材的3-4倍。碳纤维复合材料的抗拉强度一般都在3500Mpa以上,是普通钢材的5倍,由碳纤维材料制作的驾驶舱在碰撞中变形极小,可有效保护驾乘者的生存空间。