【转】碳纤维的入门贴

宋松

作者：卖鱼竿的 原帖地址：http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=320982

有推广M60J碳纤的嫌疑，也有可读之处，尽信不如不读

要了解碳纤维之前
先简单介绍一下碳纤维的历史

什麼爱迪生从竹子抽丝抽出碳纤维那些的起源我就不讲了，网路上一堆

我就直接说一些网路上不容易找到的八卦吧

目前全球碳纤维生产公司大致可以分为四大公司，两大集团

四大公司分别是 TORAY TOHO(帝人) MITSUBISHI 台塑

是的，前三家都是日本顶级的大型集团 （德国英国意大利狗苏联撒的都不行啊，台湾的要差一点）

碳纤维这东西是好物，可是生产难度也真的是他妈的顶天 （真的很难啊）

什麼比强度是钢铁的八倍，重量是铝的2/3那些就不说了（大师们都懂的）

只因为 "碳纤维是重要的国防材料"

只因为碳纤维这材料如果深入了解就会知道它的重要性真的是屌暴了

举一个例子就知道碳纤维多重要了

现在我们不差钱了，所以想要搞国防航天技术自主（做火箭的前面的壳罩）

因此拼了老命的想要国防航天领域中最重要的材料 - 碳纤维的生产技术

但这方面，我们研究了30年却连个屁也生不出来（小鬼子的东丽搞了50年了吧，50年在我们这可能中石油和中移动都不存在了）

原子弹都生产的出来，碳纤维生产不出来

我们好不容易弄出个T300等级的 3K碳纤维（好想中复神鹰就是做那个的）

但看在复材行家的眼里连指甲刀都称不上（真的没撒用啊，不如人家的垃圾，所以说也真是辛苦了我们搞指甲刀研究学者了，体制大家懂得）

甚么是碳纤维
一开始为显此文章含金度不凡，
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』

OK，听不懂很正常。因为上面那句话是我硬掰的
不要骂我，写这种很正经的文章跟我的文章风格不同
随便乱掰才是我的兴趣和专长

不过，我下面会尽量努力正经一点写啦....
碳纤维直径只有头发的1/50，想像他的1/50细的一根毛

K数是什么东西啦（我看很多卖碳素自行车的就老拿这个忽悠人，就在这里讲一下吧）
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  （跟碳纤维的好坏完全没关系）
K数的差异先讲到这里，后面再补充

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跟随Toray公司的等级生产，简单来说就是跟风啦
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
如果你看到自行车架介绍上面写：使用T700『等级』的碳纤维
那麼你也就可以合理怀疑他使用的碳纤维是其他公司生产的(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＜T1000 是毫无疑问的

但是有一个重点，也是最多人误解的部分 车架用到1K、3K碳纤的部分也都只有表面最外层的外观材

高级货(T600以上)都只生产12K、24K的碳纤维 （为什么啦？因为T数越大单丝越细，那么T600的3K的就要比T300的3K细）

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（正常来说哈，这个也没撒用的）

不过售价上越小K数的越贵，成比例关系，车架用到1K、3K碳纤的部分也都只有表面最外层的外观材

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

碳纤维虽然是一束一束的，但是自行车使用的是却是『碳纤维布』
甚麼是碳纤维布呢？ 大概可以分成以下两种
这种交错式的是编织布（这也是最多人误解的部分 车架用k数的部分也都是指这种表面最外层的外观材）
http://60.208.77.214/data/attachment/forum/201312/11/153236mn9cd68dokcpzscq.jpg
这种单一方向的是单向布（一般用在里面）
http://60.208.77.214/data/attachment/forum/201312/11/153236phakz0uah88uuk0u.jpg
编织布和单向布用在自行车上各有各的优缺点
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，（但是也越贵，因为要编更多束，也更费事啊。卖自行车的就是拿这个忽悠我们的）
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，在一次意外1K、3K的碳纤维大缺货时
某家变通的厂商也发展出所谓的大理石纹这种流行的变种外观

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著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於编织布，
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  （所以傻子才用编织布做里面啊）

那有人一定会问为什麼最外层不干脆也用单向布呢？ 单向布做的外面我看了都想吐了 谁还买啊！(我是不会买的，真的很难看，所以最外层用编织布当外观材啊）

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，你们会看得起他吗？但是最有用的都被包在里面了！（这一点很像我们啊）

强度与模数的差异

所谓的引张强度就是指，可以把材料拉断的力量大小
强度越高越拉不断，强度越低轻拉就断
举例来说
橡皮筋引张强度低，所以稍用点力就可以把他拉断了
钢丝引张强度高，你再怎麼用力也拉不断........

而所谓的引张模数呢，就是指材料受力变型的程度
模数越高就硬梆梆，模数越低就软趴趴

举例来说
玻璃就是硬梆梆界的最佳范例(模数高)
你再怎麼用力去扭他，也很难去把他扭到变形
而黏土就是软趴趴界的最佳代表(模数低)
随便轻轻一扭，黏土就整个变形了

简单来说 (完全是想草草结束的嘴脸)      
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

注意很多人都不知道，其实碳素布有2种，强度布与模数布。


如果要提高碳纤维的模数，就需要超高温石墨化，不过碳纤在石墨化之后

随著石墨炉内最高温度的增加，模数虽然随之增加

但是强度 确会逐渐下降，此为碳纤维之理论特性

引张弹性率(就是所谓的模数)增加时，引张强度会逐渐下降（所以有强度布与模数布之分）

很多东西对于这两项特性都有需求的

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，让资讯透明。
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
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像还比T800低，以为他是三流碳纤。
拜托，M60J的模数是T1000的两倍不只啊
买的到T1000的碳纤，还不一定买的到M60J的碳纤勒，
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？　

玖生号

看看，碳纤维车架就是轻，强度？