浅谈汽车碳纤维的好处与劣势
汽车作为重要的交通工具,在国内已经得到了大范围的普及。动力是一辆汽车的核心卖点,提供发动机功率和效率是一个方向,另外一个方向是减轻汽车自身的重量。随着碳纤维复合材料的兴起,众多汽车大厂也已经开始的碳纤维汽车应用的尝试。汽车碳纤维到底好还是不好?优势和劣势又是什么?我们来做个简单的分析。
汽车碳纤维的好处有哪些?
在介绍汽车碳纤维的优势之前,我们得先知道为什么要选择碳纤维。汽车自重降低,意味着油耗降低,行驶距离提升,起步更快,同样操作性提升,惯性降低,刹车距离减少。而新兴材料中碳纤维复合材料的密度远低于金属,是优质的替代之选。
1、强度高模量高:碳纤维复合材料由碳纤维和树脂融合而成,碳纤维本身的强度和模量很高,与树脂融合平衡后也表现出较好的强度和模量。通过测试,热固性碳纤维复合材料的抗拉强度一般都在3500Mpa以上,而一般的车用钢材只有几百Mpa的抗拉强度,也就是说同样截面积的材料,碳纤维复合材料超过钢材几倍。
2、重量轻:这个优势是汽车轻量化方向选择碳纤维的核心因素。一辆汽车,车身上下钢材占据了越75%的重量。碳纤维复合材料的密度是钢材的1/5左右,排除一些不可替代的重量部件,其他部分如果都更换成碳纤维复合材料,汽车整体重量可以下降300KG,燃油效率提升36%,二氧化碳排放也会下降17%。这不仅意味着省油,还意味着环保。
汽车碳纤维的劣势是什么?
1、可塑性差:目前使用的碳纤维复合材料还停留在热固性阶段,一旦高温模压成型,就无法二次加工了,可塑性确实不敢恭维。碳纤维复合材料跟金属材料相比,延展性不如后者,这就导致了如果汽车碳纤维外观发生损伤,基本无法修复,只能整体更换。
2、无法回收:金属材料可以回收加工二次利用,而热固性碳纤维复合材料不具备这样的优势,后续报废部件的处理是一个问题。
3、价格昂贵:钢材市场早已成熟,甚至有点过饱和了,价格更低,而碳纤维复合材料大多是进口原料,国内加工,原料成本高,人工成本也高,整车碳纤维价格不菲。
虽然汽车碳纤维还存在一定的劣势,但是无法掩盖它在汽车轻量化进程上带来的巨大优势,像宝马、奔驰、奥迪等等汽车大厂都在想方设法的突破极限,造成根据优势的好车型。碳纤维复合材料给予了一个希望。另外随着热塑性碳纤维复合材料的研究进度加快,相信以后可塑性和无法回收这个劣势会被逐渐填平,可能以后只有价格才是阻碍汽车轻量化的原因了吧。
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