隨著人們對(duì)車輛的輕量化、低油耗、高安全性、環(huán)保等要求的提高,高強(qiáng)度纖維復(fù)合材料,特別是碳纖維復(fù)合材料(CFRP)因其質(zhì)量小,高強(qiáng)度、高剛性和良好的耐蠕變與耐腐蝕性,而成為很有前途的汽車用輕量化材料。碳纖維復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用同步增強(qiáng)。據(jù)專家介紹,美國(guó)在這方面開展得好。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有重量輕、高力學(xué)性能的優(yōu)點(diǎn),特別是彎曲模量(剛度)出色。為了大程度降低SMC和高強(qiáng)度乙烯基酯樹低重量,碳纖維增強(qiáng)材料傳統(tǒng)上使用不含填料的環(huán)氧樹脂制成。由于使用手糊成型或樹脂傳遞模塑成型工藝,該材料通常用于制造小批量的航空部件、賽車等特殊產(chǎn)品。環(huán)氧樹脂的高成本、碳纖維價(jià)格的昂貴和勞動(dòng)密集的成型工藝限制了碳纖維復(fù)合材料的規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。為此國(guó)內(nèi)外業(yè)界致力于規(guī)?;⒌统杀咎祭w維增強(qiáng)復(fù)合材料的研發(fā),事實(shí)上過(guò)去20年中創(chuàng)造了2個(gè)6年產(chǎn)量翻番的紀(jì)錄,碳纖維的價(jià)格已下降、應(yīng)用也得到促進(jìn)。
如果進(jìn)一步抓住機(jī)遇加快發(fā)展,碳纖維復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)大規(guī)模汽車應(yīng)用就有非??陀^的可能性。汽車部件應(yīng)用碳纖維增強(qiáng)SMC(CF-SMC)可使重量明顯降低,隨之連接件、承載構(gòu)件、緊固件等附件的重量也可減輕。汽車部件通常要承受多種載荷,如果發(fā)揮材料50%的拉伸和50%的彎曲強(qiáng)度作用,那就意味著CF-SMC部件的壁厚,可以比傳統(tǒng)的SMC減少40%,因此基于剛性如用CF-SMC替代標(biāo)準(zhǔn)SMC,應(yīng)該可以降低重量55%左右。據(jù)介紹,近歐洲的公司推出了用于非A級(jí)表面的半結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)汽車部件用的乙烯基酯CF-SM。原材料和成型設(shè)備由德國(guó)Ludwig-shafcn公司提供。所產(chǎn)CF-SMC提供了極好的工藝性、很輕的重量和高的機(jī)械性能,組份為Atlac XP810乙烯基酯樹脂和分散型大絲束(48K)碳纖維增強(qiáng)材料。CF-SMC顯示出良好的流動(dòng)性和均勻的纖維分布性,閉模速度和固化時(shí)間可參照標(biāo)準(zhǔn)SMC。模壓件的力學(xué)性能(表5)和比重明顯優(yōu)于同等的玻璃纖維增強(qiáng)SMC。

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