碳纤维到底是什么？及碳纤维复合材料新技术在汽车上的应用

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碳纤维是一种具有很高强度和模量的耐高温纤维，为化纤的高端品种。



制造工艺：

一般用聚丙烯腈、粘胶纤维等原料，先在200－300℃的空气中进行预氧化，继在惰性气体保护下用1000℃左右的高温完成碳化，最后加热到1500－3000℃成碳纤维。



用途：



因为碳纤维又轻又坚硬，所以它的用途很广泛。



用碳纤维制造的增强塑料质地强而轻，耐高温、防辐射、耐水、耐腐蚀，是制造飞行器、兵器及耐腐蚀设备等的优良材料。



近年来碳纤维更是广泛被使用于大型飞机，例如空中客车的A350与A380，波音787均利用碳纤维复合材料来减轻耗油量。



另外大型风力发电机的叶片，赛车、汽机车的车身均为碳纤维复合材料需求量增加的重要因素。脚踏车亦有使用碳纤维复合材料作为车架，但因碳纤维复合材料制造成本高，多为高阶车种才能使用。

结构与特性：



每一根碳纤维由数千条更微小的碳纤维所组成，直径大约5至8微米。在原子层面的碳纤维跟石墨很相近，是由一层层以六角型排列的碳原子所构成。两者差别在于层与层之间的连结。石墨是晶体结构，它的层间连结松散，而碳纤维不是晶体结构，层间连结是不规则的。这样便防止滑移增强物质强度。

一般碳纤维的密度为1750 kg/m3。导热能力高但传电能力低，碳纤维的比热容量亦比铜低。当加热的时候，碳纤维会变厚而短。虽然碳纤维的天然颜色是黑色，但可以把它染上不同的颜色。