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，，，，，
，密度更小，，，，，
，这就是为什么碳纤维经常被用于车体外板和喷射式涡轮当中的原因。。。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。。。

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。。。

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。。。

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。。。

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。。。

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。。。

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。。。？蠢葱轮柿系挠τ靡彩且幌詈苡刑粽叫缘氖虑。。。

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