Un certain nombre de facteurs doivent être pris en compte lors de la sélection des matériaux automobiles, tels que les propriétés mécaniques, la légèreté, la stabilité du matériau, la conception et la facilité de traitement. Chaque facteur aura un impact significatif sur la conception, la production, les ventes et l'utilisation de la voiture. Au cours des dernières années, les polymères renforcés de fibres de carbone (PRFC) sont devenus un nouveau matériau automobile avec ses caractéristiques de performance uniques. Les composites à matrice polymère renforcée de fibres de carbone présentent les avantages suivants par rapport aux autres matériaux automobiles.
1. Excellentes propriétés mécaniques
Le composite à matrice de résine renforcé de fibres de carbone (PRFC) a une densité de 1,5 à 2 g / cm3, ce qui représente seulement 1/4 à 1/5 de l'acier au carbone ordinaire et environ 1/3 plus léger que l'alliage d'aluminium, mais la fibre de carbone matériau composite Les propriétés mécaniques complètes sont nettement meilleures que celles des matériaux métalliques et la résistance à la traction est de 3 à 4 fois supérieure à celle de l'acier. La résistance à la fatigue de l'acier et de l'aluminium est de 30% à 50% de la résistance à la traction, tandis que le CFRP peut atteindre 70% à 80%. Dans le même temps, CFRP a également de meilleures caractéristiques d'amortissement des vibrations que le métal léger. Par exemple, l'alliage léger a besoin de 9s pour arrêter les vibrations. Le matériau composite en fibres de carbone peut être arrêté pendant 2 secondes, et la résistance spécifique et le module spécifique sont élevés.
2. Designable
Le matériau composite de fibre de carbone a une forte aptitude à la conception et peut sélectionner raisonnablement le matériau de base en fonction des exigences de performance, concevoir l'agencement des fibres et la forme structurelle du matériau composite, et concevoir de manière flexible le produit. Par exemple, en agençant les fibres de carbone dans la direction de la force, l'anisotropie de la résistance du matériau composite peut être entièrement utilisée, réalisant ainsi le but d'économiser des matériaux et de réduire la qualité. Pour les produits nécessitant une résistance à la corrosion, un matériau de base avec une bonne résistance à la corrosion peut être sélectionné pour la conception.
3. Peut réaliser la fabrication intégrée
La modularité et l'intégration sont également une tendance de développement de la structure automobile. Les matériaux composites sont faciles à former des surfaces courbes de différentes formes pendant le moulage, permettant la fabrication intégrée de pièces automobiles. Le moulage intégré peut non seulement réduire le nombre de pièces et le nombre de moules, réduire le nombre de pièces et d'autres processus, mais aussi raccourcir considérablement le cycle de production. Par exemple, si le module frontal de l'automobile est en matériau composite de fibre de carbone, il peut réaliser un moulage intégré intégral, évitant la concentration locale des contraintes provoquée par le soudage sur mesure ultérieur et le traitement ultérieur des pièces métalliques et réduisant les pièces automobiles tout en assurant la précision du produit. et améliorer la performance. Qualité, réduction des coûts de fabrication.
4. Absorption d'énergie et résistance aux chocs
Le composite à matrice de résine renforcé de fibres de carbone (CFRP) a une certaine viscoélasticité, et il existe un léger mouvement relatif local entre la fibre de carbone et la matrice, qui peut générer un frottement interfacial. Sous la synergie de la viscoélasticité et de la friction interfaciale, les pièces en PRFC présentent une meilleure absorption d'énergie et une meilleure résistance aux chocs. D'autre part, la structure composite absorbant l'énergie de collision composite en fibre de carbone se fragmente en fragments plus petits en collision à grande vitesse, absorbe une grande quantité d'énergie d'impact et sa capacité d'absorption d'énergie est 4 à 5 fois supérieure à celle des matériaux métalliques. ce qui peut améliorer efficacement le véhicule. Sécurité pour protéger la sécurité des membres.
5. Bonne résistance à la corrosion
Le matériau composite à matrice polymère renforcée de fibres de carbone est principalement composé de câbles de fibres de carbone et de résine, et présente une excellente résistance aux acides et aux alcalis. Les pièces automobiles fabriquées par les mêmes n'ont pas besoin d'un traitement anticorrosion de surface, et ont une bonne résistance aux intempéries et au vieillissement, et la durée de vie est généralement de 2 à 3 fois celle de l'acier.
6. Performance à hautes températures
La fibre de carbone a une performance très stable en dessous de 400 ° C et ne change pas beaucoup à 1 000 ° C.
7. Bonne performance anti-fatigue
Le matériau renforcé de fibres de carbone a un obstacle à la croissance de la fissure de fatigue de la fibre, et sa résistance à la fatigue peut atteindre 70% à 80%. La structure de la fibre de carbone est stable, et la résistance du matériau composite après le test de fatigue de stress est de plusieurs millions de fois. Il y en a encore 60%, tandis que l'acier et l'aluminium sont respectivement de 40% et 30% et les PRF de seulement 20% à 25%. Par conséquent, la résistance à la fatigue des composites en fibre de carbone convient à une large gamme d'applications dans l'industrie automobile.
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