汽車(chē)碳纖維的低成本應用技術(shù)
裝備輕便動(dòng)力、自行推進(jìn)的輪式道路車(chē)輛——汽車(chē)，在發(fā)明之初并非是這個(gè)樣子的，汽車(chē)的發(fā)展也有一個(gè)漫長(cháng)的過(guò)程。下面是小編為大家整理的汽車(chē)碳纖維的低成本應用技術(shù)，僅供參考，歡迎閱讀。
汽車(chē)碳纖維復合材料（CFRP）可以說(shuō)是汽車(chē)輕量化發(fā)展中的明星材料，近年來(lái)，行業(yè)對于這一“黑色黃金”材料的應用研究也在不斷發(fā)展。碳纖維復合材料的應用范圍也不斷擴展。從車(chē)身、內外飾系統向底盤(pán)、動(dòng)力總成系統延伸；從外覆蓋件材料向結構件材料或結構增強材料擴展。但是，碳纖維的高成本仍是限制其發(fā)展的重要因素。目前，商業(yè)級的汽車(chē)碳纖維主要為PAN基碳纖維，其高成本問(wèn)題主要集中在較高的PAN原絲生產(chǎn)成本和較長(cháng)的生產(chǎn)流程。因此，降低車(chē)用CFRP成本的主要路徑是降低汽車(chē)碳纖維原絲成本，尋求低成本纖維生產(chǎn)工藝以及低成本的CFRP制備工藝。
低成本碳纖維技術(shù)
1.大絲束生產(chǎn)工藝
一般48K以上的碳纖維稱(chēng)為大絲束碳纖維，大絲束碳纖維的性能優(yōu)點(diǎn)主要在以下兩方面：
�。�1）大絲束碳纖維對PAN原絲的質(zhì)量要求相對小絲束要低，可以采用民用PAN絲。
�。�2）大絲束碳纖維的制造成本是小絲束的60%左右。
但是大絲束碳纖維的生產(chǎn)難點(diǎn)在于：大絲束纖維聚積，展紗效果不好，紗片難以均勻浸潤，紗片厚度和質(zhì)量很難達到產(chǎn)品結構設計的要求;在展紗過(guò)程中經(jīng)常出現紗毛，導致亂紗和斷紗，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品外觀(guān)，材料性能得不到有效轉換，產(chǎn)品性能不穩定。
2.低成本碳纖維前體開(kāi)發(fā)
相關(guān)數據顯示，PAN的價(jià)格約占碳纖維生產(chǎn)成本的50％。因此，國內外碳纖維生產(chǎn)商也開(kāi)始尋求PAN以外的更低成本的原料來(lái)制備碳纖維。美國、日本等汽車(chē)碳纖維主要制造國家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了包括聚烯烴類(lèi)聚合物、木質(zhì)素纖維素、電紡酚醛纖維、輻射丙烯酸紡織物等在內的`低成本代替材料。如：從紙漿廢液中提取的木質(zhì)素，通過(guò)熔紡和碳化制成了低成本碳纖維，生產(chǎn)成本可控制在4~5$/kg。
3.混雜碳纖維技術(shù)
將碳纖維與其他纖維進(jìn)行混雜，在性能上可以互補，能有效降低生產(chǎn)成本。如，將碳纖維與玻璃纖維、芳綸纖維等混合，通過(guò)合理的結構設計可在保持材料原本高性能的基礎上降低生產(chǎn)成本。
4.預氧化工藝
碳纖維生產(chǎn)過(guò)程中預氧化時(shí)間長(cháng)，導致生產(chǎn)周期長(cháng)也是造成碳纖維生產(chǎn)成本高的一個(gè)重要原因。目前，已有研究對PAN原絲進(jìn)行紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)等物理處理或采用KMnO4、C6H5COOH等化學(xué)處理降低環(huán)化溫度，縮短預氧化時(shí)間。工藝方面，可改變溫度、時(shí)間、氣體氣氛等工藝參數，提升碳纖維的性能。
高效率成型樹(shù)脂及成型工藝
碳纖維復合材料的制造成本主要由兩方面構成。一是源于熱壓罐、自動(dòng)鋪層等成型設備價(jià)格昂貴，二是因為復合材料較長(cháng)的成型時(shí)間，造成人力物力的消耗。因此，基于高效成型的樹(shù)脂材料和新型成型工藝將是碳纖維復合材料低成本優(yōu)化的重要途徑。
環(huán)氧樹(shù)脂因其優(yōu)異的粘合強度和模量、耐蠕變性、高韌性和良好的抗疲勞性能，是碳纖維復合材料的首選。
而陶用于LCM工藝的樹(shù)脂，可以直接將樹(shù)脂均勻地涂敷在干的纖維預制件上，并通過(guò)壓強使樹(shù)脂織物在厚度方向上均勻浸潤。
“瞬間固化”環(huán)氧樹(shù)脂，其樹(shù)脂配方主要用于成套預浸料和熱進(jìn)/熱出沖壓成型工藝。雖然該工藝固化周期需要5min，但報道稱(chēng)其制造的部件表面可達A級，無(wú)需模具后處理。
另一種快速固化的環(huán)氧樹(shù)脂在140℃下僅30s就可固化，這使得1min內復合材料成型工藝成為可能。為此，還開(kāi)發(fā)了與該樹(shù)脂配套的動(dòng)態(tài)流體壓縮成型（DFCM），該工藝可以省去高壓注塑工藝，而且在很多情況下也可省略纖維預浸料工藝。與常規濕發(fā)壓縮成型（WCM）相比，該工藝的主要優(yōu)點(diǎn)之一是可以減少層壓板層間縫隙，復合材料孔隙率低于1％，性能可媲美高壓的RTM工藝，且高達66％纖維體積含量（FVC）的復合材料可以在沒(méi)有特殊處理的條件來(lái)實(shí)現。
碳釬維回收技術(shù)
碳纖維復合材料的回收與再利用是降低碳纖維使用成本，提升其經(jīng)濟附加值的一種有效方法。目前，對碳纖維回收方法的研究也在不斷更新，如，高溫熱裂解、氧化流化床法、超臨界流體技術(shù)等。
【汽車(chē)碳纖維的低成本應用技術(shù)】相關(guān)文章：
汽車(chē)廠(chǎng)的實(shí)習報告02-28
最新汽車(chē)抵押貸款合同的范本02-28
關(guān)于汽車(chē)銷(xiāo)售的工作計劃03-15
銷(xiāo)售汽車(chē)的心得體會(huì )03-09
有哪些謎底是汽車(chē)的謎語(yǔ)10-12
新型汽車(chē)小學(xué)作文03-06
汽車(chē)質(zhì)押合同模板03-06