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碳纤维复合材质做工如何-碳纤维材质深度评测

碳纤维复合材质做工如何-碳纤维材质深度评测

碳纤维复合材质简介

碳纤维复合材质做工如何-碳纤维材质深度评测

碳纤维材料(Cabon Fiber)近年来在制表领域越来越受到广泛的应用。 碳纤维呈黑色。市场上销售的绝大部分都是用聚丙烯纤维的固相碳化制成。其生产过程大致可分为预养化、碳化、石墨化等几个步骤,成品的含碳量基本在90%以上。碳纤维研发生产的门坎很高,从原丝的生产到碳化工艺都有复杂严格的技术要求。世界上有包括我国在内的很多国家可以生产碳纤维,但论规模与品质和产能,日本还是当今世界上最大的碳纤维生产国。三菱、东丽、东邦这三家企业占据了全球碳纤维产量80%以上,而且三家公司近年来都不断扩产,以满足市场需求。

碳纤维复合材质做工如何-碳纤维材质深度评测

碳纤维复合材料是由有机纤维经过一系列热处理转化而成,含碳量高于90%的无机高性能纤维,是一种力学性能优异的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。

在复合材料大家族中,纤维增强材料一直是人们关注的焦点。自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来,碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功,性能不断得到改进,使其复合材料领域呈现出一派勃勃生机。下面让我们来了解一下别具特色的碳纤维复合材料。

碳纤维复合材质做工如何-碳纤维材质深度评测

碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维,其含碳量随种类不同而异,一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等,但与一般碳素材料不同的是,其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物,沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小,因此有很高的比强度。

碳纤维复合材质做工如何-碳纤维材质深度评测

碳纤维是由含碳量较高,在热处理过程中不熔融的人造化学纤维,经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。

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碳纤维是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上,是钢的7~9倍,抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比钢高。

碳纤维复合材质在制表行业突破性发展

碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合,制成结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料,其比强度、比模量综合指标,在现有结构材料中是最高的。在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域,在要求高温、化学稳定性高的场合,碳纤维复合材料都颇具优势。

碳纤维是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技术的需要而产生的,还广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。随着尖端技术对新材料技术性能的要求日益苛刻,促使科技工作者不断努力提高。80年代初期,高性能及超高性能的碳纤维相继出现,这在技术上是又一次飞跃,同时也标志着碳纤维的研究和生产已进入一个高级阶段。

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由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料,由于其比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天材料。因为航天飞行器的重量每减少1公斤,就可使运载火箭减轻500公斤。所以,在航空航天工业中争相采用先进复合材料。有一种垂直起落战斗机,它所用的碳纤维复合材料已占全机重量的1/4,占机翼重量的1/3。据报道,美国航天飞机上3只火箭推进器的关键部件以及先进的MX导弹发射管等,都是用先进的碳纤维复合材料制成的。

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在制表业界,碳材料主要应用在表盘和表壳的制造上。采用碳材料制作的手表,厂家多选用在运动款式上,以彰显时尚的个性和稀贵的特征。如恒宝和豪雅等品牌的运动表都或多或少地使用了碳纤维材料。而要特别指出的是,一些传统的古典老品牌,在保留传统工艺和理念的同时,也在大胆吸收和借鉴现代科技成果,在传统经典的款式上不同程度的使用碳纤维材料。如美度在它的90周年纪念版款中,就成功地采用碳纤维制成表盘,刻意将复古与现代巧妙地融合并限量发售。BELL&ROSS更是将碳纤维底板与陀飞轮机芯很好地结合搭配,加之喷砂打磨钛金属表壳,更显奢华。碳纤维表

说起来,用碳纤维制造手表部件绝非易事。仅表壳制造而言,在开发模具上就颇费功夫,而且选用哪种型号的碳纤维与哪种树脂搭配,都有很高的技术性。锻造与高温固化也非常重要,绝不是简单的工艺就能达成。比如爱彼的皇家橡树碳概念陀飞轮计时表,它采用了锻造碳表壳,这一制造工艺就相当复杂。简单来说,首先要制造出与实际表壳大小、外形都相同的金属模具,同时将脱模剂喷涂在模具之内,以便在成品成型之后能够与模具分离。然后将选好的碳粉与树脂一起放入模具之中进行高温固化,在到达一定温度之后再进行冲压使其成型。而这一固化与成型的过程很可能需要进行几次的反复才能得到最终的成品,这也是所谓的“锻造过程”。此外,有些表壳为了追求视觉上的更加精致,还要在锻造之后进行打磨,以达到精益求精的效果。

碳纤维优势

1、高强度(是钢铁的5倍)

2、出色的耐热性(可以耐受2000℃以上的高温)

3、出色的抗热冲击性

4、低热膨胀系数(变形量小)

5、热容量小(节能)

6、比重小(钢的1/5)

7、优秀的抗腐蚀与辐射性能

总结: 至于表盘制成,就更难操作。其关键在于预侵料的制作过程要非常细密,纤维的展列排布,树脂的型号比例,制作时的速度与温度的掌控,都要经过严格的反复测试。在保证纤维的强度和平整度的同时不能有丝毫的瑕疵,否则将会影响到机芯的工作与美观。

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