碳纤维,碳纤维,什么是碳纤维?

为显此文章深澳非凡,一开始先故意以一般人听不懂的说法来定义一下好了 。碳纤维定义:层状结构的稳定连续碳分子所组成的连续性纤维材质。
  来个照片介绍吧 ,这就是单一根碳纤维 (SEM相片,第一段里面唯一正常照)
  
  碳纤维直径只有头发的1/50,这张是头发,想象他的1/50细的一根毛
  (也是SEM照相,找好久才找到有头皮屑的SEM照片)
  
  碳纤维结构图
  
  K数的差异
  OK,进到了第二段,接下来先从K这个东西说起。一般来说『K数』是指一束碳纤维中有几千根的单丝。3K就是指一束碳纤维中有3,000根单丝碳纤维,12K就是指一束碳纤维中有12,000根单丝碳纤维。如果你不是跳着看,那应该看过了第一段的介绍,也应该知道单根碳纤维长甚么样子所以,理所当然的,一束碳纤维大概长下面这个样子。
  
  不过,一般人眼是看不到像上面那样的情况啦。
  人的眼睛正常看起来是下面这样
  
  很明显,12K碳纤维比3K碳纤维看起来又粗又黑多了。
  T300、T600、T700、T800、T1000的差异
  接下来讲上述这些型号的差异,这些都是日本东丽(TORAY)公司的碳纤维型号。因为Toray公司太屌了,做碳纤的谁没听过Toray啊。所以其余几家碳纤生产公司都会模仿Toray公司的等级生产。以T700等级的来说,其余三家碳纤生产公司也都有一模一样强度的产品 。如果你看到车架介绍上面写:使用T700『等级』的碳纤维,那么你也就可以合 理怀疑他使用的是其它公司生产的碳纤维(例如FPC 12K36S) 。
  回到正题,因为这些型号是Toray公司当初按照强度下去分的,所以碳纤强度T300<t600<t700<t800 </t600<t700<t800
  请先看下表,这是TORAY公司最新的型录(注意Number of filaments那一栏代表几K)
  
  注意到了吗?高级货(T600以上)都只生产12K、24K的碳纤维强度最差的T300那一等级才有1K、3K的碳纤维。所以如果单以强度来说,1K、3K的碳纤维通常是远不及12K、24K的碳纤维的(不过售价上越小K数的越贵,成比例关系)(强度跟编织方法甚么的也没很大关系,下一段会解释。注:车架用到1K、3K碳纤的部分也都只有表面最外层的外观材 。)
  编织布与UD的差异
  上面已经介绍完碳纤维了,下面开始说一些碳纤成型的基础。觉得我讲的速度会太快吗?如果觉得我介绍太快的同学,麻烦看慢一点好吗?下面继续,碳纤维虽然是一束一束的,但是自行车这领域使用的是却不是碳纤维,而是『碳纤维布』这种材料。甚么是碳纤维布呢? 粗略大概可以分成以下两种
  
  上面这种交错式的是编织布(Woven Fabric) 的示意图,下面这种单一方向的是单向布(Unidirection Prepreg) 的示意图
  
  既然有两种不同的种类,那表示编织布(woven)和单向布(UniDirection)用在自行车上各有各自的优缺点
  
  编织布优点:好看、层间剪应力高 (后面那一点是我好不容易才想出来的);编织布缺点:强度低、贵 (编织需要花钱)。
  一般人一定要看到碳纤编织的花纹,才会觉得里面是用碳纤,而且越小K数的碳纤维编织出来的花纹越好看,所以一般编织是使用1K、3K的碳纤维编织。但1K、3K的碳纤维强度不高又贵,所以只好用一层在最外层来当外观材。另外值得一提的是,在一次1K、3K的碳纤维大缺货时 ,
  某家变通的厂商竟发展出所谓的大理石纹这种流行的变种外观花纹,真可谓是台湾中小企业应变能力的典范啊 。
  
  单向布优点:强度高且稳定,叠层角度可设计,价格便宜。单向布缺点:成型后外观看不出是碳纤维,很多人都知道碳纤布是一层一层叠起来的,所以单向布的好处是可以随着设计变化角度来应用不同的受力方向 。
  
  再加上单向布的强度远高于编织布,所以目前自行车碳纤维零组件除了最外层之外 ,内层(约10~30层,各家厂商不同)几乎都是使用单向布。
  这个社会是很现实的,碳纤维世界也是这样,没有最外面那层皮,你会看得起他吗?
  强度与模数的差异
  强度(Tensile Strength)和模数(Tensile Modulus)的不同
  简单来说,强度越高越拉不断,强度越低轻拉就断 ;模数越高就硬梆梆,模数越低就软趴趴。自行车对于这两项特性都有需求 。
  一般的T700、T800、T1000就是针对强度的需求,所谓的M35J、M50J、M60J针对的则是模数的需求。以自行车来说,T1000强度虽高,但绝对无法整车都用T1000,而M60J模数虽然顶天,也是绝对无法整车都用M60J的碳纤维。
  一台骑起来软硬适中的车一定要T系列和M系列的碳纤维都有,所以有良心的车厂除了标示使用T1000碳纤维做强度补强外,还会再注明模数是以M60J补强,让信息透明。不过呢,再有良心的车厂,只要达到强度和重量的需求,车架里面一定会多多少少放一些T700来降低成本啦。我就曾亲眼看过一台定价15000欧元以上的欧洲车厂车,里面车架部分还是有给他偷偷使用T700的碳纤啊,这就是成本观念啊 。
  不过这里一定要提出的是,M60J主要是模数强化系列的碳纤维,所以不要只看他强度好象还比T800低,以为他是三流碳纤。拜托,M60J的模数是T1000的两倍不只啊。老实说,买的到T1000的碳纤,还不一定买的到M60J的碳纤,M60J的碳纤维在复材行家眼里根本就是Toray所开发的一种伟大艺术品啊 。
  综合今天上述所讲的,希望对大家能多一点帮助。简单来说碳纤车架不需要去注意到底是几K,那只跟最外层花纹有关系。如果真的在意,不如去了解车架里用了哪些碳纤维。T700 or T800 or T1000,比例多少?M35 or M50 or M60,比例多少?不过话说回来,知道了又怎样,骑起来会飞天吗?
欢迎转载,转载请注明作者和出处 作者:木客木结构 厦门木客木结构有限公司 地址:厦门市湖里区 电话:13003906601 (热线) 手机:13003906601 (电话) 公司官方网站:tandalunzu.com 公司传真: 电子邮箱:3261757798@qq.com 客服QQ: 3261757798 
QQ客服:点击这里给我发消息
咨询热线:
24小时热线: 13003906601 (热线)13003906601 (电话)