碳纤维零件能否取代金属零件

       1861年，爱迪生把碳丝作为灯丝材料，成功发光45小时，把人类带进电灯时代。

　　随着灯泡中碳丝被钨丝替代，碳丝被丢进历史角落近一个世纪。

　　直至20世纪50年代，美国空军在寻找耐烧熔材料时得知碳熔点高达3727℃并具有耐高温、高强度特性，便将碳丝再次请进实验室，发明了碳纤维。

　　碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向堆砌而成、经碳化和石墨化处理而形成的微晶石墨材料。

　　碳纤维“外柔内刚”，重量比金属铝小，强度却高于钢铁，并且在有机溶剂、酸和碱中不溶不胀，耐腐蚀特性突出。它具有碳材料的固有本质特性，兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。

　　碳纤维耐疲劳，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，导电导热性能良好，电磁屏蔽性好。

　　树脂、固化剂等材料按照一定比例混合，然后再浸润碳纤维面料，经过一系列固化处理，便形成碳纤维复合材料。这种材料具有传统金属材料所没有的优点。

　　加厚版碳纤维布的柔韧性非常差，几乎跟刚性材料差不多。其原理就如同将纸片粘贴成一叠厚厚的纸堆，纸堆就会变得坚固。这就是碳纤维从纸般柔软到钢铁般强硬的质变过程。

　　东华大学材料科学与工程学院研究员、博士生导师潘鼎在接受《中国汽车报》记者采访时说：“碳纤维抗拉强度是钢的4倍以上，比重不到钢的四分之一。”因此，“越结实就越重”的传统观念被彻底颠覆。

　　低密度让碳纤维更是被广泛地用于大型飞机制造。比如，空中客机A350与A380、波音787均用碳纤维复合材料来降低油耗。另外，大型风力发电机叶片、赛车和高端自行车车身业大量使用碳纤维复合材料，这是碳纤维复合材料需求量增加的重要原因。