先進的碳纖維(wéi)增強塑料及熱塑(sù)性複合材料是近年來國際(jì)複合材料領域發展速度最快(kuài)的高(gāo)新(xīn)科技前沿技術之一,是國內外科研部門和材料企業都投入巨資和人力競相開展研究、開發與應用的一種高性能化、綠色環(huán)保化的(de)新材料。
(圖示:熱塑(sù)性碳纖維)
通過選擇(zé)原(yuán)材料如碳纖(xiān)維、熱塑性樹脂(zhī)基體和添加劑的種類、配比、加工成型方法、含量和碳纖(xiān)維(單絲和編織(zhī)物)鋪層數(shù)量與方式進行多(duō)組份、多相態、多尺度(dù)的宏觀與(亞)微觀的複(fù)合成形過程(物理過程和化學過程)製備(bèi)複雜結構與性能的CFRTP新材料,並且可以根據產品要求進行複合材料精細化結構與(yǔ)預定化性能的智能(néng)化、自動化(huà)、高效化的設計與精密生產製造,從而可使碳纖維複合材料達到不同物理、化學、機械力學和特殊功(gōng)能,從而使各種CFRTP複合(hé)材料(liào)製(zhì)品具有設計自(zì)由度大(dà)、翹曲(qǔ)度低、抗疲勞、抗(kàng)老化等(děng)顯(xiǎn)著優點。
主要可分為三種類(lèi)型:
1、短切碳纖維(SCF)增強型CFRTP;
2、長碳(tàn)纖維(LCF)增強型(xíng)CFRTP;
3、連續(xù)碳纖維(CCF)增強型CFRTP,包括單向(xiàng)碳纖維增強熱塑性預浸帶CFRTP、碳纖維多相、多角度的編織物(布)增強型CFRTP。
各(gè)種(zhǒng)類型CFRTP具(jù)有不同(tóng)的機械力學性能和功能(néng)特征,並且己經(jīng)開發與應用於不同領域和行業的各種形式產品或製品。
蘇州www.91複合材料有限公(gōng)司是國內位數不多在(zài)熱塑性碳纖維複合材料方麵有所研究,並且具備一定研究成果的民營(yíng)企業。根據www.91複材的研究(jiū)人員介紹,蘇州挪(nuó)恩複合材料目前已自主研發筆記本外殼專用熱塑性碳纖維複合材料,以及在軍(jun1)用品方(fāng)麵,www.91複材研製的一款(kuǎn)機載軍用攝像(xiàng)頭外殼(ké)成功通過高低溫、跌落、振動衝(chōng)擊等測試,除此(cǐ)之外,在醫療、汽(qì)車等領域,挪(nuó)恩(ēn)都擁有熱塑性碳纖維的使用(yòng)案例。
以汽車領域為(wéi)例,先進的碳纖維複合材料,包括熱塑性碳纖維複合材料,給汽車和零(líng)部件製造業帶來突出優勢,可以表現在:
輕量化:汽車輕量化最直接影響的就是節能、加速、製動性(xìng)能的提升。車(chē)重減小10%,油耗降低6~8%,排放降低5~6%,0-100km/h加速性提升8-10%,製動距(jù)離縮短2~7m。
安全性:車身輕量(liàng)化可以使(shǐ)整車的重(chóng)心下移,提升了汽(qì)車操縱穩定性,車輛的運行將更加安全、穩定,具有很好的能量吸(xī)收率,碰撞吸能能力是(shì)鋼的(de)六到七倍、鋁的三到四倍,這(zhè)進一步保證了(le)汽車行駛(shǐ)的安全(quán)性。
舒適度:具有更高的震動阻尼(ní),輕合金需要9秒才能停止震動,2秒就能停止,對於整(zhěng)車NVH(噪(zào)聲、振(zhèn)動與聲振粗(cū)糙度)的提升貢獻同樣很大,會大幅增強汽車行駛的(de)舒(shū)適性。
可靠性:具有更(gèng)高的疲(pí)勞強度,鋼(gāng)和鋁疲勞強度是抗拉強度的30-50%,可達(dá)70-80%,材料疲勞可靠性有較大提升。
提升車身開發水平(píng):可設計性比金屬強,因此更易於車身開發的“平台化、模塊化、集成化”。車身及金(jīn)屬平台的混合車身結構(gòu)對於傳統(tǒng)汽車車身結構(gòu)而言,可以做到大大減少零件種類,減少工裝投入,縮短開發周期。尤其對於新能源汽(qì)車企業,車身不僅可以節約衝壓、焊裝生產線及模、夾具的(de)投入(rù),減輕固定資產占資配比,優化企業資(zī)產配置結構,而且在市場宣傳(chuán)上(shàng)更(gèng)具(jù)影響力。
利用某專利數據平台,檢(jiǎn)索出近三十(shí)多(duō)年來關(guān)於碳纖維增強塑料和(hé)熱塑性複合材料(CFRTP)開發(fā)及(jí)應用的專利成果及原創(chuàng)核心(xīn)專利影響(xiǎng)因素(sù)排名發現,世界各國越來越重視CFRTP新材料及產品的研究、開發與應用,未來,熱(rè)塑性碳(tàn)纖(xiān)維複合材料的發展,一定會(huì)覆蓋更多領域。