2021年10月27日 星期三
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汽車字典ABC:Carbon Fiber
AUTONET記者:李孟儒(01/25/2013)
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Carbon Fiber碳纖維材質的應用,近年來已成了全球車壇當中的一門顯學,以往在軍事與航太工業被大量運用的碳纖維材質,由於其堅韌與質輕,且可塑性高,依照不同的編織、搭接、複合材質與各種成型加工方式,能符合彈性、硬度、導電性等不同需求,並且耐磨、耐腐蝕、耐高溫;其中輕、堅固兩個相當重要的特性,使得碳纖維材質在這講求高效動能與環保的大趨勢下,近年來成為汽車工業當中一項相當重要的技術。

而碳纖維材質的起源,則是能夠追溯到19世紀末期,當時愛迪生正在研究「燈泡」這項產品,箇中關鍵除了內部灌有惰性氣體的玻璃球體之外,通電發光的燈絲也是重點,為了尋求各種可行方案,碳纖維便在此時被研發出來,因此碳纖維除了強韌特性外,並具備導電性。

最初發明的碳纖維材質,乃是將植物纖維材料或棉花預先製成所需的造型後,再經過碳化過程便完成,沒有經過編織與層接,因此沒有剛性可言,材質堅硬但質地卻很脆,缺乏韌性難以加工與成型。事實上在碳纖維發明後的八十年,此材料並沒有太大進展,直到1967年因合金技術發展遇到瓶頸,高分子聚合物才開始被注意,進而研發出「碳纖維布料」,進而以此多層布料層層搭接方式,製造成各種碳纖維產品。

碳纖維材質是以聚丙烯腈、粘膠纖維等原料,先在攝氏200至300度的空氣中進行預氧化,接著在惰性氣體保護下用攝氏1000度左右的高溫完成碳化,最後加熱到攝氏1500至3000度成為碳纖維;而其擁有一般鋼材的五倍的堅韌度、硬度則是兩倍,但同樣體積之下的重量卻只有三分之一。

由於碳纖維材質在塑形上,需要相當複雜的技術以及工法,相對的成本也相當高,但隨著科技日益進步,其應用範圍也漸從高成本的航太領域,擴展到汽車領域,而在汽車工業當中,也漸漸的從產量少的高單價的性能車款開始逐漸下放到一般量產車款;目前也有許多車廠以碳纖維材質搭配其他材料,創造出不同的應用,如FERRARI以碳纖維材質搭配Kevlar(克維拉)纖維來打造全新F70的車體,FORD則是推出了碳纖維強化塑料材質(CFRP,carbon fiber reinforced plastic)的概念。

   新聞列表(01/25/2013)

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