皮下：碳纤维到底是什么？

碳纤维是一种被视为理所当然的超轻质材料，价格昂贵，很少有人买得起。但这是什么东西？

这个问题的答案就像它听起来那样：由类石墨碳组成的纤维。这些纤维是由聚丙烯腈(或PAN，一种塑料)制成的，而聚丙烯腈又是由丙烯腈制成的。PAN纤维在大约300摄氏度的温度下被加热，以烧掉任何非碳的东西，然后过热以产生碳纤维。

这需要时间和相当多的能源，这就是为什么碳纤维不是最可持续的材料--以及它不能像铝一样被回收到高级材料中的事实。

缠绕在大筒子上，就像某种拉长的21世纪棉卷，然后纤维被编织成垫子，感觉很像光滑的初级袋子，但看起来又黑又有光泽。这种组织因用途不同而有所不同，但主要类型称为斜纹组织和平纹组织。

在这一点上，碳纤维的使用方式各不相同。这种纤维已经可以浸渍未固化的树脂，在这种形式下被称为预浸料，这并不奇怪。它必须是冷藏的，为了使用，它被裁剪成合适的形状，就像裁缝为衣服裁剪布料一样。然后将其‘埋藏’在模具中，用于制造部件，每一层的编织方向由设计部件的工程师决定。在赛车的主要结构中，比如一级方程式赛车或超级跑车浴缸，编织的方向取决于作用力的方向。

接下来，模具被放入一个经过硅处理的袋子中，空气被吸入，将碳纤维层压缩在一起。然后，碳纤维在120-180℃和2-6bar的高压灭菌器(加压烤箱)中进行理想的固化准备。这就是F1赛车浴缸的制作方法。如果没有万能的高压灭菌器，那么袋装的碳纤维组件可以在60-100℃的烤箱中固化(同时保持真空)。

一种更昂贵的方法是加热压力机，但这种方法用于生产一些汽车零部件，在某些情况下，还用于生产完整的汽车整体。模具或“模具”是由精密钢制成的，类似于冲压钢或铝车身面板所用的模具。像这样昂贵的钢模具也用于树脂传递模塑(RTM)，在RTM中，干燥的碳纤维被放置在模具中，模具夹在一起，以10-20巴的速度注入树脂，然后加热。一旦部分固化，稍后可以在烤箱中完全固化。RTM速度很快，每年可以批量生产数千个零件。

碳纤维的最新发展之一是锻造复合材料，将纤维切割成约5厘米的短长度，与树脂混合，注入模具并压制(锻造)。下周的第二部分会有更多的内容，外加看看谁在用碳纤维做什么，以及在哪些汽车上。

宝马的高纤维饮食

聚丙烯腈看起来像邓布利多的备用假发，是用来制造碳纤维的材料，被称为“前体”，因为它是成品之前的一个阶段。用于生产宝马I的聚丙烯腈“丝束”由10万根纤维组成，由美国华盛顿的摩西湖工厂生产。

阅读更多内容

完美的碳纤维整理背后的故事<

你可以买到的最奢侈的可选额外服务-欧元<

保存一辆法拉利F40？EURO上的油漆<

标签： 汽车新闻 技术