기계적 특성, 경량, 재료 안정성, 재료 설계 가능성 및 가공성과 같은 자동차 재료를 선택할 때 여러 가지 요소를 고려해야합니다. 각 요소는 자동차의 설계, 생산, 판매 및 사용에 중요한 영향을 미칩니다. 최근 탄소 섬유 강화 폴리머 (CFRP)는 독특한 성능 특성을 가진 새로운 자동차 소재가되었습니다. 탄소 섬유 강화 폴리머 매트릭스 복합 재료는 다른 자동차 재료에 비해 다음과 같은 장점이 있습니다.
1. 우수한 기계적 성질
탄소 섬유 강화 수지 기지 복합체 (CFRP)는 1.5 ~ 2 g / cm3의 밀도를 가지고 있으며, 일반 탄소강의 1/4 ~ 1/5에 불과하며 알루미늄 합금보다 약 1/3 가볍지 만 탄소 섬유 복합 재료 포괄적 인 기계적 특성은 금속 재료보다 훨씬 뛰어나며 인장 강도는 강철의 3 ~ 4 배입니다. 강철과 알루미늄의 피로 강도는 인장 강도의 30 ~ 50 %이며 CFRP는 70 ~ 80 %에 이릅니다. 동시에 CFRP는 경금속보다 우수한 진동 감쇠 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어 경합금은 진동을 막기 위해 9 초가 필요합니다. 탄소 섬유 복합 재료는 2 초 동안 정지 될 수 있고, 비강도 및 비 탄성률이 높다.
2. 설계 가능
탄소 섬유 복합 재료는 디자인 성이 강하며, 성능 요건에 따라 적절하게 기재를 선택하고, 섬유의 배열 및 복합 재료의 구조 형태를 설계하고, 제품을 융통성있게 설계 할 수있다. 예를 들어, 탄소 섬유를 힘의 방향으로 배열함으로써, 복합 재료 강도의 이방성이 충분히 활용 될 수 있고, 따라서 재료를 절약하고 품질을 저하시키는 목적을 달성 할 수있다. 내 부식성이 요구되는 제품의 경우 내 부식성이 좋은 모재를 선택하여 설계 할 수 있습니다.
3. 통합 제조를 달성 할 수 있는가?
모듈화 및 통합 또한 자동차 구조의 발전 추세입니다. 복합 재료는 몰딩 중에 다양한 모양의 곡면을 쉽게 형성 할 수있어 자동차 부품을 통합적으로 제조 할 수 있습니다. 통합 성형은 부품 수와 몰드 수를 줄이고 부품 수 및 기타 공정 수를 줄이는 동시에 생산주기를 크게 단축시킵니다. 예를 들어, 자동차의 프론트 엔드 모듈이 탄소 섬유 복합 재료로 만들어지면, 후속 재단 용접 및 금속 부품의 국부적 인 응력 집중을 피하면서 일체형 일체 성형을 실현하고 제품 정밀도를 보장하면서 자동차 부품을 감소시킬 수 있습니다 성능을 향상시킵니다. 품질, 제조 비용 절감.
4. 에너지 흡수 및 내 충격성
탄소 섬유 강화 수지 매트릭스 복합 재료 (CFRP)는 특정 점탄성을 가지며, 탄소 섬유와 매트릭스 사이에 약간의 국부적 인 상대 운동이있어 계면 마찰을 일으킬 수 있습니다. 점탄성과 계면 마찰의 시너지 효과에 따라 CFRP 부품의 에너지 흡수 및 내 충격성이 향상되었습니다. 한편, 특수 제작 된 탄소 섬유 복합 재료의 충돌 에너지 흡수 구조는 고속 충돌시 더 작은 파편으로 파단되고 다량의 충돌 에너지를 흡수하며 에너지 흡수 능력이 금속 재료의 4 ~ 5 배이며, 효과적으로 차량을 향상시킬 수 있습니다. 회원 안전을 보호하기위한 보안.
5. 내식성 양호
탄소 섬유 강화 폴리머 매트릭스 복합 재료는 주로 탄소 섬유 토우 및 수지 재료로 구성되며 우수한 산 및 알칼리성을 가지고 있습니다. 이것에 의해 제조 된 자동차 부품은 표면 방청 처리가 필요없고, 내후성 및 내노 화성이 양호하고, 수명은 일반적으로 강재의 2 내지 3 배이다.
6. 고온 성능
탄소 섬유는 400 ℃ 이하에서 매우 안정한 성능을 가지며 1000 ℃에서는 그다지 변화하지 않습니다.
7. 우수한 내 피로 성능
탄소 섬유 보강재는 섬유의 피로 균열 성장을 방해하고 피로 저항은 70 % ~ 80 %에이를 수 있습니다. 탄소 섬유의 구조는 안정적이며 응력 피로 사이클 시험 후의 복합 재료의 강도는 수백만 배입니다. 스틸과 알루미늄은 각각 40 %와 30 %이고 FRP는 20 % ~ 25 %에 불과하지만 60 %가 여전히 있습니다. 따라서, 탄소 섬유 복합 재료의 내 피로성은 자동차 산업에서의 광범위한 적용에 적합합니다.
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