碳(tan)(tan)(tan)(tan)纖維是(shi)一(yi)種含碳(tan)(tan)(tan)(tan)量(liang)超過90%的(de)(de)(de)纖維狀碳(tan)(tan)(tan)(tan)材料。它是(shi)通過在惰性(xing)氣體(ti)中高(gao)溫碳(tan)(tan)(tan)(tan)化各種有(you)機(ji)(ji)纖維而(er)制備的(de)(de)(de)。它具有(you)優異的(de)(de)(de)機(ji)(ji)械(xie)性(xing)能。特別是(shi)在2000℃以上(shang)的(de)(de)(de)高(gao)溫惰性(xing)環(huan)境(jing)中，它是(shi)唯一(yi)強(qiang)度不降低的(de)(de)(de)物(wu)質。碳(tan)(tan)(tan)(tan)纖卷管和碳(tan)(tan)(tan)(tan)纖維增強(qiang)聚(ju)合物(wu)(CFRP)作為21世(shi)紀(ji)的(de)(de)(de)新材料，以其高(gao)強(qiang)度、高(gao)彈(dan)性(xing)模(mo)量(liang)和低比重而(er)被廣(guang)泛應用于(yu)汽車。
碳(tan)纖卷管成形技術是將(jiang)碳(tan)纖維預浸料熱輥成形在(zai)卷管機上的復合材料制品的成形方(fang)法。
原理是在(zai)(zai)(zai)碳纖維繞(rao)線機上使用熱(re)輥(gun)來(lai)軟化預(yu)(yu)浸(jin)料(liao)(liao)坯(pi)并(bing)熔化預(yu)(yu)浸(jin)料(liao)(liao)坯(pi)上的(de)(de)(de)樹脂粘(zhan)合劑(ji)。在(zai)(zai)(zai)一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)張力(li)下，在(zai)(zai)(zai)輥(gun)的(de)(de)(de)旋轉操作過程中(zhong)，預(yu)(yu)浸(jin)料(liao)(liao)坯(pi)通過輥(gun)和(he)心軸之間的(de)(de)(de)摩擦連續卷繞(rao)到(dao)(dao)管(guan)(guan)(guan)(guan)芯上，直到(dao)(dao)達到(dao)(dao)所需的(de)(de)(de)厚度(du)，然(ran)后(hou)(hou)通過冷(leng)輥(gun)冷(leng)卻成型(xing)，從(cong)卷繞(rao)器中(zhong)取出并(bing)在(zai)(zai)(zai)固化爐中(zhong)固化。管(guan)(guan)(guan)(guan)固化后(hou)(hou)，通過去除芯模(mo)(mo)型(xing)，可以得到(dao)(dao)纏(chan)繞(rao)有復合材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)。根據預(yu)(yu)浸(jin)料(liao)(liao)在(zai)(zai)(zai)成型(xing)過程中(zhong)的(de)(de)(de)加料(liao)(liao)方式，可分(fen)為(wei)(wei)手工加料(liao)(liao)方式和(he)連續機械加料(liao)(liao)方式。基(ji)本(ben)過程如下:首先清(qing)洗滾(gun)筒，然(ran)后(hou)(hou)將熱(re)滾(gun)筒加熱(re)至設(she)(she)定(ding)(ding)溫度(du)，并(bing)調(diao)節預(yu)(yu)浸(jin)料(liao)(liao)坯(pi)的(de)(de)(de)張力(li)。對輥(gun)不(bu)施加壓(ya)力(li)，將鉛(qian)布(bu)纏(chan)繞(rao)在(zai)(zai)(zai)涂有脫模(mo)(mo)劑(ji)的(de)(de)(de)模(mo)(mo)具上1圈(quan)，然(ran)后(hou)(hou)降低壓(ya)輥(gun)，將印刷頭布(bu)放在(zai)(zai)(zai)熱(re)輥(gun)上，拉出預(yu)(yu)浸(jin)料(liao)(liao)，同時(shi)將預(yu)(yu)浸(jin)料(liao)(liao)粘(zhan)貼在(zai)(zai)(zai)頭布(bu)的(de)(de)(de)受熱(re)部位，并(bing)與鉛(qian)布(bu)重疊(die)。鉛(qian)布(bu)的(de)(de)(de)長(chang)度(du)約為(wei)(wei)800 ~ 1200毫(hao)米，視管(guan)(guan)(guan)(guan)徑而定(ding)(ding)，鉛(qian)布(bu)與膠(jiao)帶的(de)(de)(de)搭接長(chang)度(du)一般為(wei)(wei)150 ~ 250毫(hao)米卷取厚壁管(guan)(guan)(guan)(guan)時(shi)，正常運轉時(shi)，適度(du)加快芯模(mo)(mo)轉速，減慢(man)接近墻壁厚度(du)的(de)(de)(de)設(she)(she)計，達到(dao)(dao)設(she)(she)計厚度(du)，切割膠(jiao)帶。然(ran)后(hou)(hou)，在(zai)(zai)(zai)保持壓(ya)輥(gun)壓(ya)力(li)的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下，芯模(mo)(mo)連續旋轉1-2圈(quan)。最后(hou)(hou)，提(ti)起壓(ya)輥(gun)，測量管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)的(de)(de)(de)外徑，測試合格(ge)后(hou)(hou)，從(cong)碳纖卷管(guan)(guan)(guan)(guan)機中(zhong)取出，送(song)入固化爐中(zhong)固化成型(xing)。
座(zuo)椅加熱墊
碳纖(xian)維(wei)汽車(che)片加熱墊(dian)是碳纖(xian)維(wei)加熱應用(yong)于汽車(che)工業的突(tu)破，碳纖(xian)維(wei)加熱原技術在(zai)汽車(che)輔助市場越來(lai)越受(shou)歡迎，完全取代了(le)傳統(tong)片加熱系統(tong)。目前(qian)，世界上幾乎所有汽車(che)制造商的高(gao)檔和豪華車(che)都裝有這樣的座椅加熱裝置，如奔馳、寶馬、奧迪、大眾、本田、日產等。碳纖(xian)維(wei)熱負荷(he)碳纖(xian)維(wei)是一種相對高(gao)性能的導熱材料(liao)，熱效(xiao)率高(gao)達96%，均勻分(fen)布(bu)在(zai)加熱墊(dian)中
均勻分(fen)布(bu)保證座椅(yi)加熱(re)區域熱(re)量釋放均勻，碳纖維(wei)絲和溫(wen)度(du)(du)分(fen)布(bu)均勻，加熱(re)墊的(de)長(chang)期使用(yong)保證座椅(yi)表面的(de)皮(pi)革光滑完整。不(bu)會產生線(xian)條(tiao)痕跡和局部變色。如果溫(wen)度(du)(du)超過(guo)設(she)定范圍(wei)，電(dian)(dian)源將(jiang)自(zi)動(dong)切斷。如果溫(wen)度(du)(du)不(bu)能滿足要求(qiu)，電(dian)(dian)源將(jiang)自(zi)動(dong)打開以(yi)調節(jie)溫(wen)度(du)(du)。碳纖維(wei)適(shi)用(yong)于人(ren)體(ti)吸(xi)收的(de)紅外(wai)波長(chang)，具有保健作(zuo)用(yong)。它可(ke)以(yi)充分(fen)減少駕駛(shi)疲勞，提高舒適(shi)度(du)(du)。
汽車(che)(che)車(che)(che)身、底盤
由于碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)增強聚合(he)(he)物(wu)復合(he)(he)材料(liao)具有足夠的(de)(de)(de)(de)(de)強度和(he)(he)剛度，因此適用(yong)于制(zhi)造車(che)(che)身(shen)、底盤(pan)等主要結構部(bu)件最輕的(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)。碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)復合(he)(he)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)預計(ji)可將汽車(che)(che)車(che)(che)身(shen)、底盤(pan)的(de)(de)(de)(de)(de)重量(liang)減輕40%~60%，相當于鋼結構重量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)1/3~1/6。英國材料(liao)系(xi)統實驗(yan)室研究了碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)復合(he)(he)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)減肥(fei)效果(guo)(guo)。結果(guo)(guo)表明，碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)增強高(gao)(gao)分(fen)子材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)重量(liang)僅(jin)為172公斤，而鋼體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)重量(liang)為368公斤，約為減重的(de)(de)(de)(de)(de)50%。當生產能力(li)在(zai)2萬(wan)輛以下時(shi)，采用(yong)RTM工藝生產復合(he)(he)材料(liao)車(che)(che)身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)成本低于鋼車(che)(che)身(shen)。東麗確(que)立了使用(yong)碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)強化塑料(liao)(CFRP)、在(zai)10min 內成形汽車(che)(che)底盤(pan)(前(qian)地(di)板)的(de)(de)(de)(de)(de)技術。但由于碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)成本過高(gao)(gao)，碳(tan)(tan)(tan)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)復合(he)(he)材料(liao)在(zai)汽車(che)(che)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)有限(xian)，僅(jin)在(zai)一些F1賽車(che)(che)、高(gao)(gao)級(ji)轎車(che)(che)、小批(pi)量(liang)車(che)(che)型上有所應用(yong)，如B M W公司(si)的(de)(de)(de)(de)(de)Z-9、Z-22 的(de)(de)(de)(de)(de)車(che)(che)身(shen)，M3 系(xi)列車(che)(che)頂蓬和(he)(he)車(che)(che)身(shen)，G M 公司(si)的(de)(de)(de)(de)(de)Ultralite車(che)(che)身(shen)，福特公司(si)的(de)(de)(de)(de)(de)GT40車(che)(che)身(shen)、保時(shi)捷(jie)911 GT3承載式車(che)(che)身(shen)等。
;燃料貯罐(guan)
使用CFRP可以(yi)在滿足(zu)這一要求的(de)情況下實現(xian)壓力容器的(de)輕量(liang)化(hua)。隨著生態汽(qi)(qi)車的(de)發展，氫(qing)(qing)燃(ran)料(liao)電池(chi)(chi)汽(qi)(qi)車使用CFRP材料(liao)制造(zao)燃(ran)料(liao)箱已經(jing)被市場所接受。根據日本能源署燃(ran)料(liao)電池(chi)(chi)研討會的(de)信息，2020年日本將有(you)500萬輛(liang)汽(qi)(qi)車使用燃(ran)料(liao)電池(chi)(chi)。美(mei)國福特汽(qi)(qi)車humerhh2h越(yue)野汽(qi)(qi)車也開始(shi)使用氫(qing)(qing)燃(ran)料(liao)電池(chi)(chi)，預(yu)計2015年氫(qing)(qing)燃(ran)料(liao)電池(chi)(chi)汽(qi)(qi)車將達到一定的(de)市場規模(mo)。
