¿De qué material está hecho el coche de carreras de F1?
Una vez nacido el molde, el siguiente paso es crearlo a mano. Técnicos cualificados pegan la fibra de carbono capa por capa sobre el molde. Debido a las diferentes presiones en las distintas partes de la carrocería, el número de capas de fibra de carbono pegadas es diferente y las direcciones de disposición también son diferentes. La orientación de cada capa de fibra de carbono determina en qué dirección se extenderá la carrocería bajo presión. Por lo tanto, este proceso debe realizarse con cuidado, y un secador de pelo y un bisturí serán útiles en este momento. El número medio de capas de fibra de carbono en los coches de F1 es 12, y la parte central está revestida con una aleación de aluminio con estructura alveolar.
Una vez completado el laborioso trabajo de colocación de la fibra de carbono, el último paso es enviar la carrocería del automóvil a un horno especial con alta temperatura y presión para unir firmemente cada capa de fibra de carbono. Este proceso debe repetirse tres veces antes de que el cuerpo se considere completo. Se necesitan seis semanas para hornear la primera carrocería, pero una vez que se fabrica la primera carrocería, las carrocerías siguientes solo tardan una semana en salir de fábrica.
Fibra de carbono
Investigación sobre la preparación de fibra de carbono de alto rendimiento y otros materiales de carbono
La investigación y el desarrollo de diversos materiales de carbono es un proceso de fibra de carbono. Invertido en el plan especial de investigación del Consejo Nacional de Ciencias, estudio de microestructura y propiedades mecánicas. Paulatinamente se realizan y derivan investigaciones sobre diversos materiales de carbono. Los proyectos son los siguientes:
1. Investigación y desarrollo de fibras de carbono de alta resistencia.
Actualmente se encuentra la investigación y desarrollo de procesos. Las fibras de carbono se dividen en dos sistemas: se basan en fibra de poliacrilonitrilo y fibra de brea, respectivamente. En sistemas de fibra de carbono a base de poliacrilonitrilo, se desarrollaron fibras de carbono de alto rendimiento utilizando fibras de poliacrilonitrilo como materia prima, y se estudiaron los efectos de diversos parámetros de fabricación sobre las propiedades mecánicas y superficiales de las fibras de carbono. En la actualidad, la tecnología de fabricación de fibra de carbono de alta resistencia, fibra de carbono de alto módulo y fibra de carbono de calidad aeronáutica es controlable. En la fibra de carbono de brea, la atención se centra principalmente en la purificación de las materias primas y la etapa de crecimiento de la mesofase, con la esperanza de producir fibras de carbono de alto coeficiente mediante el control de la mesofase. El estudio de los factores de crecimiento para la formación de mesofase no sólo puede utilizarse para fibras de carbono, sino que también puede extenderse al estudio de películas de carbono y electrodos de carbono de alto rendimiento, y se han publicado más de 40 artículos de investigación al respecto.
2. Investigación y desarrollo de fibra de carbón activado
La fibra de carbón activado se utiliza principalmente para la purificación de agua potable, el tratamiento de diversas aguas residuales y gases, la decoloración y la desodorización. La fibra de carbón activado se puede utilizar en fibra, tela, fieltro y en diversas formas en aplicaciones prácticas. La investigación sobre la fibra de carbón activado proviene principalmente de la base de investigación de la fibra de carbono. Dado que la fibra de carbón activado a base de PAN contiene nitrógeno, este elemento tiene un buen efecto de adsorción de mercaptanos y tiene la ventaja de una alta resistencia en comparación con otras materias primas. En este estudio, las fibras de carbón activado microporosas y mesoporosas se prepararon principalmente mediante control de proceso, por lo que la influencia de los factores del proceso sobre la porosidad y la adsorción de la fibra estuvo sesgada durante el proceso de investigación. Se han preparado fibras de carbón activado de grado industrial, militar y médico con superficies específicas superiores a 1000 m2/g. Resultados de investigación actuales* * *Se han publicado más de diez artículos de investigación y cuatro patentes.
3. Investigación y desarrollo de fibras ignífugas
La fibra ignífuga a base de PAN puede soportar 900 °C, no arde con llamas, no produce gases tóxicos y Es resistente a ácidos y álcalis, por lo que puede usarse en diversas aplicaciones para diversos fines de protección contra incendios, como ropa ignífuga, materiales aislantes, diversos materiales de construcción, materiales decorativos, etc. Se puede decir que la fibra retardante de llama a base de PAN es un subproducto de la investigación sobre fibra de carbono. La fibra oxidada producida por el proyecto de oxidación, un proceso intermedio de fabricación de fibra de carbono, es retardante de llama. Por lo tanto, cómo mejorar su resistencia al fuego actual sin dañar su capacidad de hilatura es inversamente proporcional a la relación. Por tanto, cómo alcanzar un punto de equilibrio es un tema importante. En este estudio, se utilizaron microscopía electrónica de barrido, microscopía electrónica de transmisión y difractómetro de rayos X para establecer el modelo de microestructura de fibras oxidadas. Al mismo tiempo, se instaló un dispositivo de calentamiento en el difractómetro de rayos X para observar los cambios microestructurales de la fibra PAN durante el proceso de calentamiento y calcular la energía de activación de la dislocación del cristal. Resultados de investigación actuales* * *Se han publicado más de diez artículos de investigación relacionados y se han publicado tres patentes.
En cuarto lugar, la investigación y el desarrollo de materiales compuestos de carbono/carbono
En la actualidad, los materiales compuestos de carbono/carbono se utilizan principalmente en diversas boquillas de misiles, pastillas de freno de aviones, huesos artificiales, etc. . Las propiedades de interfaz entre las fibras y la matriz en materiales compuestos de carbono/carbono siempre han sido un problema difícil. Los tipos de fibras de refuerzo y su relación con las propiedades de la superficie y la matriz son temas candentes de investigación. Debido a que los materiales compuestos de carbono/carbono son caros y no pueden usarse en grandes cantidades, se están realizando esfuerzos para investigar y desarrollar materiales compuestos de carbono/carbono de bajo costo para su aplicación en pastillas de freno de diversos vehículos.
Verbo (abreviatura de verbo) investigación y desarrollo de película de carbono conductora
La película de carbono es un material importante para que las baterías de litio secundarias se conviertan en electrodo positivo o negativo. El tipo de película de carbono determina la potencia, la eficiencia de carga y descarga y la vida útil de las baterías de litio secundarias. Las primeras investigaciones utilizaron películas de carbono hechas de PAN como materia prima para fabricar baterías. El Instituto de Ciencia y Tecnología de Materiales detectó una capacidad de 250 mAh/g. con una capacidad de 500 mAh/g. El objetivo de la investigación actual es comprender la relación entre la disposición, la dirección de avance, la microestructura, el tamaño del orificio interno y la capacitancia de la capa de carbono, y luego comprender la relación entre la eficiencia de carga y descarga y el número de cargas. Actualmente existe una patente.