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知识科普-汽车碳纤维内饰部件分析

10-22 16:49 阻燃材料百科

提及任重而道远的汽车轻量化问题,“碳纤维”这个名词似乎不能不说,坚固、轻盈和标志性纹理是人们对它的普遍印象;与此同时,高污染、高工艺、高价格也是客观存在的诟病;然而在探讨矛盾之前,我们更有必要先扫清些误解和习惯性认知的错误,今天我们就来聊聊这项并不算新奇的材料科技成果(PP阻燃母粒



这可能是我们听闻最多的习惯性描述:很多超级跑车使用了碳纤维。实际上,几乎所有高性能车型使用的“碳纤维”都是碳纤维增强复合材料。这里强调的关键点其实是复合工艺而不是碳纤维本身。举个更直白的例子:说“很多超级跑车使用了碳纤维”就好比说:今天职工食堂里卖的主食只有面粉,而准确的说法应该是:食堂卖的主食有面粉做的馒头、面粉做的花卷、面粉做的面条等等。它们基础原料相同,但添加成分和制作方法其实是明显不同的。因此,我们可以简单的把碳纤维与碳纤维增强复合材料理解为:面粉与干粮的关系。(PP阻燃母粒


 

另外从称谓的角度来说:碳纤维(Carbon Fiber)的英文简称是CF,而碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic)的英文简称则是CFRP,比如前不久刚刚在巴黎车展上亮相的大众XL Sport混动性能车以及刚刚在国内上市的宝马i系列车型都是采用的CFRP,即碳纤维增强复合材料制造的车身主体。


 

另外从物理构成讲:碳纤维几乎全部由“碳”构成(通常在95%以上),而增强复合材料就要增加很多元素以满足更高的使用需求。最常见的就有聚丙烯晴基纤维、黏胶丝和沥青基纤维等,特性不同、档次也不同,后文我们会展开介绍。


碳纤维汽车内饰


碳纤维类材质也有高低档之分,主要与制造工艺相关


提到碳纤维类材质,我们首先能想到的便是坚固、轻量并且价格昂贵(相比传统钢铁和塑料材质而言),当然这并不错,因为能够应用到性能车型甚至是F1赛车上的碳纤维类类材质确实都是高端产品。只是这并不代表碳纤维类产品就没有低档货,当中良莠不齐的生产质量和制造工艺流程是区分高低端产品的关键。(PP阻燃母粒


事实上,碳纤维只是个广义上物质界定,根据应用需求衍生出的复合类材质其实超级多,分类的维度也很多,比如可以按原丝类型分、物理性能分、应用功能分、制造方法分等等,相应的就有了高低档次之分。这里就按原丝类型来分,通常就有聚丙烯晴基纤维、黏胶丝和沥青基纤维等种类,而不用原料则意味着碳化得率的不同。这当中,用聚丙烯生产的碳纤维产量最多(约占市场的95%左右),它的碳化得率约为50%-60%左右,属于比较高的范围,而以沥青纤维为原料,碳化得率能达到80-90%,同时成本还更低,也是目前积极发展的类型。



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