你相识么？？？？碳纤维的天下竟是云云神奇！

碳纤维是一种轻质高强度的质料，，在汽车和飞机上就有许多碳纤维质料组件
。。。它可以被用来制造险些任何工具，，自行车、高尔夫球杆甚至钱包，，都可以用碳纤维制造
。。。不过由于其制备工艺的重大性和质料的高本钱，，现在碳纤维应用还不普遍
。。。

1、重大的工艺流程

碳纤维也可以被称为“复合质料”，，它是一种很是精巧的质料，，具有很是卓越的性能
。。。在一律尺寸巨细下，，碳纤维往往比金属的硬度更强，，密度更
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。。。硬度这个性子着实包括了许多权衡指标
。。。详细来说，，碳纤维的抗张强度（即反抗拉伸的能力）是钢的4倍，，铝的8倍
。。。而它抗弯曲的能力也比钢材和铝材大得多
。。。并且，，只管碳纤维强度很大，，可是它的质量却并不重，，相反地，，碳纤维的质量只有同体积钢的三分之一
。。。

碳纤维的优异性能得益于它的组成物和制备时添加的胶或环氧树脂，，碳纤维是由处理过的碳素长丝制成的，，碳丝的厚度比人的头发回要细
。。。制备时添加的环氧树脂能够让种种质料充分混淆，，并“硬化”
。。。其制备要领大同小异，，都需要经由上述的“原丝制备和上浆”历程
。。。

没有添加树脂的原丝还称不上是碳纤维
。。。将碳纤维浸泡在环氧树脂中，，并用使之成型
。。。长线轴中的原丝是被冷处理过的，，为了防止树脂固化，，而当这些原丝被放置在模具外貌上时，，机械会瞬间加热它，，让它马上固化
。。。

在经由原丝制备、上浆处理后，，比及碳纤维固化了，，产品就真正做好了
。。。碳纤维在固化历程中可能会爆发化学反映，，天生原丝质料中不含碳的物质，，导致纤维颗粒之间的团圆作用力越发强
。。。

用碳纤维质料制成的涡轮组件

2、为什么是“碳”纤维?

碳纤维往往在需要刚度和轻质的地方却是无可替换的，，这可能是由于碳原子的特征，，科学研究批注碳原子很是容易和其他原子成键
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碳元素是一种很是有意思的元素，，自然界中坚硬的工具（金刚石）是碳单质，，硬度低的物质之一（石墨）也是碳单质
。。。一般来说，，用碳制备的质料和用其他单质制得的质料物性一样，，都跟原子/分子成键的方式以及原子/分子团圆的方式有关
。。。

碳原子间的成键方式决议了质料的性子
。。。对石墨质料，，碳原子是一层层群集的，，统一平面上的碳原子间所成的键很是强，，但平面间的碳原子所成的键较量弱，，这使得石墨质料很是容易疏散(也使得石墨导电性能很是好）
。。。而关于金刚石，，碳原子成的键是三维的，，晶胞属于四方晶格，，只管单个键的键能比石墨的键能要低，，可是它所有偏向的键能都是相同的（外貌原子除外），，因此质料整体显得坚硬得多
。。。

石墨的晶胞属于六方晶系

碳纤维的原丝制备使用的原质料中，，常用的是聚丙烯氰纤维，，即“PAN”，，由C、H、N三种元素组成
。。。获得的原丝很是的细，，一般不到10微米厚
。。。质料中的碳原子结构类似石墨分子，，并会在处理历程中变为牢靠的六方结构
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3、织布机上开出的“碳纤维之花”

碳纤维的布状纹理和结构决议了它无法容易成型，，而成型是制备历程中必需经由的一步
。。。通常情形下，，碳纤维是被织布机“纺织”成型的
。。。

不过除了这种纺织成型的方式外，，尚有一种使用模具成型的方式
。。。碳纤维“布”通常都会有特殊的纹理和图案，，这些导致了布自己的性子有差别
。。。对某种特定的布，，它可能在水平和竖直偏向上的抗拉强度都不错，，但在对角线放上却很容易爆发形变
。。。差别的碳纤维布会在差别的轴偏向上体现出抗拉性，，但总有一个偏向的抗拉强度并不高
。。。

虽然，，完全成型的碳纤维在任何偏向上的抗拉强度都是很大的
。。。通常，，会将差别纹理的碳纤维布叠在一起成型，，这样一来，，获得的产品就在各个偏向上都能抵达预期的抗压强度，，让整个碳纤维都显得很坚硬
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4、碳纤维的“缺陷”

碳纤维质料也有一个弱点，，那就是它的脆性可能很大
。。。只管碳纤维的强度很高，，可是它的晶格结构比刚和铝更容易破碎
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为什么不必碳纤维来制备所有的工具呢？？？？跟本钱有很大关系
。。。碳纤维的制备工艺决议它并不可像其他化工产品一样大宗生产，，它的工艺流程很是的重大（包括原丝制备，，上浆，，固化）
。。。除此之外，，碳纤维制备使用的质料也并不自制
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以是，，这并不是碳纤维质料的问题，，只要肩负得起高昂的本钱，，你可以用碳纤维制造任何你想要的物品
。。。好比买自行车，，只要你愿意付比铝材自行车多3到10倍的价钱，，那么你虽然可以拥有一辆碳纤维自行车
。。。在入口车辆中，，碳纤维质料很是的常见，，甚至一些很是平价的车，，好比雪佛兰科尔维特，，也使用了碳纤维质料，，只要不在意价钱，，你能为你的爱车买到种种碳纤维组件，，也能为你自己买到种种碳纤维生涯用品
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特殊是在航天等高科技领域，，碳纤维的性价比是很是高的
。。。新的空客和波音飞机（波音787和空客A350）的扇涡轮片都使用大宗的碳纤维质料
。。。碳纤维卓越的性能，，轻质、强度高，，完全抵消了制造本钱高的瑕疵
。。。波音公司在787的生产历程中发明，，通常碳纤维质料并不像金属质料一样会泛起焊接纹或裂纹，，而在42架期待交付的飞机的翼板上却发明碳纤维质料泛起了应力破碎，，因而不得不返工，，原因显示在误差间没有填充垫片，，导致应力过大
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