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竹子也能造车你敢信?详解竹纤维在汽车领域的应用

2018-09-10 18:39 来源: 牛车网

[ 资讯 - 牛车网 ]

竹子——世界上最坚韧的植物之一,我们国宝大熊猫的最爱。古时候常用来做筏子或者建造房屋。但是你能想象你的汽车其实很多部件也是竹子做的么?这可不是开玩笑哟。用大自然丰富竹资源制备出天然环保的新材料 " 竹纤维 ",推进汽车部件的竹纤维复合材料开发,旨在提高汽车工业的环保升级,实现汽车轻量化。

竹子也能造车你敢信?详解竹纤维在汽车领域的应用

汽车轻量化实质是保证汽车性能和品质不受影响甚至有所提高的前提下,尽可能减小车体质量,进而达到降低油耗,减少噪声的目标。目前,汽车轻量化材料包括两大类:一类是高强度钢材和其他可用减小板料厚度的材料 ; 另一类是低密度轻质材料,如铝镁合金、塑料和复合材料等。复合材料由于具有优良的材料特性,成本低,尤其是热塑性复合材料还具有可循环利用的特点,使复合材料成为汽车工业主要原材料,应用越来越广泛。由于汽车轻量化对节能减排的重要贡献,引发了各种轻量化材料的开发和应用。其中,竹纤维增强复合材料因其具有轻质、高强度、高刚度等优良性能,成为汽车生产商开发新车部件的重点关注材料。

竹子也能造车你敢信?详解竹纤维在汽车领域的应用

竹纤维

竹纤维,即竹原纤维,也称天然竹纤维,有别于化学竹粘胶纤维 ( 竹浆纤维、竹炭纤维 ) ,是从竹子茎部取得的韧皮纤维,采用机械物理分丝、化学或生物脱胶、开松梳理相结合的方法直接从竹材分离制取的天然纤维,是继棉、毛、丝、麻之后的世界第五大天然纤维。竹纤维作为重点基础材料,是一种性能优异的高分子材料,可广泛应用于纺织、非织造、复合材料、建筑材料、环保材料等生产领域。

作为一种出色的轻量化原材料,竹纤维具有轻质高强、适合模块化设计、减少零部件数量和工序数量以及设计灵活和耐腐蚀等优势,是汽车轻量化材料的优质之选。

竹纤维增强材料,是指由长的、连续的竹纤维,经过特殊工艺被树脂充分浸润、再切成特定尺寸后得到的增强材料。

竹子也能造车你敢信?详解竹纤维在汽车领域的应用

特点

( 1 ) 优异的力学性能

竹纤维增强复合材料制造的制品中竹纤维形成三维立体网状结构,可以承受较大的应力和载荷,有效吸收能量,从而使复合材料达到更优异的力学性能。竹纤维的加入可有效提高材料的力学性能,且竹纤维增强的复合材料在拉伸模量和缺口冲击等力学性能上明显优于相同玻纤含量增强的短纤增强材料。在相同竹纤维含量增强下,受到同样作用力,竹纤维增强的 PP 材料仅发生韧性发白,而玻纤增强的 PP 材料发生脆性断裂。

竹子也能造车你敢信?详解竹纤维在汽车领域的应用

( 2 ) 翘曲程度

竹纤维的加入能明显降低基体树脂的成型收缩率,但有时竹纤维在基体中易产生取向不均,出现熔胶流动方向和垂直方向的收缩率差异大等问题,最终导致制件翘曲变形而无法装配 ( 如图示 ) 。通过改善提高纤维与基体的界面结合力,在注塑过程中大大改善纤维取向的均匀性,明显降低材料的翘曲变形度。

竹子也能造车你敢信?详解竹纤维在汽车领域的应用

应用

近年来,在汽车中应用的基于天然纤维复合材料的零件已超过 40 种,而国内外也开发出多种车用竹纤维增强复合材料,已经试生产的产品有内饰板、顶棚、行李厢、衣帽架、座椅背板、仪表盘、隔热 / 音和阻尼材料等。

最后

汽车工业的发展日益向着轻量化、环境保护、节约能源的方向发展。竹纤维增强复合材料作为重要的汽车轻质材料,还可以在一定程度上改善和提高单一常规材料的力学性能、物理性能和化学性能,并能解决在工程结构上常规材料无法解决的关键性问题。作为汽车部件一种新的加工原料,竹纤维增强复合材料将成为今后的发展趋势。

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