金属化碳纤维到底能给能源汽车带来什么？
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前言
在新能源汽车领域，驱动电机的高功率、高电压、高转速、高频率特性带来了一个棘手问题——轴承电腐蚀频发。电蚀会加速轴承磨损，引发异响、振动等明显问题。
目前主流方式之一是用金属碳纤维导电刷将轴电导出，金属化碳纤维应用于轴承防腐，提供了一种低成本、高可靠性且操作简便的解决方案。
金属化碳纤维的材料特性
金属化碳纤维的材料特性
金属化碳纤维，是在碳纤维表面精心涂覆金属。涂覆前，先对碳纤维预处理，去除杂质并活化表面。涂覆时，运用化学气相沉积、物理气相沉积或电镀等技术，精确调控温度、压力等参数，让金属均匀牢固地附着。
经此工艺，金属化碳纤维性能大幅提升。其导电性能显著改善，克服了传统碳纤维导电性差的缺点。以下是碳纤维和金属碳纤维的对比。
产品性能 | 碳纤维 | 镍复合碳纤维 | 结论 |
单丝直径 | 7.0μm | 7.8μm | 涂覆镀层后单丝直径增大 |
镍层厚度 | / | 0.4μm | 涂层可调节 |
线电阻 | 45Ω/m | 1.0Ω/m | 电性能提升40倍以上 |
重量 | 0.8g/m | 1.6g/m | 金属含量50% |
力学性能 | ≥4.5GPa | ≥4.5GPa | 强度不损失 |
金属化碳纤维在轴承防腐方面的显著优势
金属化碳纤维在轴承防腐方面的显著优势
柔软耐弯折性能
金属化碳纤维柔软且耐弯折，通过精心设计的纤维过盈量，能在轴承全寿命周期内始终与轴紧密接触，确保电流持续稳定泄导，有效抵御电腐蚀。行业模拟测试显示，普通材料经一定弯折次数后接触稳定性下降，而金属化碳纤维历经远超实际使用弯折次数后，仍能为轴承提供可靠保护。
优异的导电性能
其直流电阻小于 1Ω/m，使轴承防护环与芯轴间直流接触静态电阻远小于 1Ω，能高效引导轴电流，避免在轴承处聚集引发电腐蚀。据行业统计，采用金属化碳纤维防腐的电机，因轴电流导致的轴承电腐蚀故障发生率降低 90%。
耐恶劣环境性能
可长时间耐受 280℃高温和 - 70℃低温，高低温冷热冲击后结构稳定，在 192 小时酸性盐雾试验后表面无腐蚀。行业权威报告指出，在极端恶劣工况模拟中，多数传统材料性能迅速劣化，金属化碳纤维却能长时间保持良好性能，为轴承在复杂环境下提供可靠防护。
极高的耐磨性
金属化碳纤维质地柔软却韧性十足，在与轴接触进行正、反转磨损试验时，历经 2000 小时高强度摩擦，纤维磨损量小于 0.2mm。普通防护材料(如PTFE)在类似长时间摩擦试验后，磨损量远超金属化碳纤维，导致防护性能大幅下降，而金属化碳纤维凭借其高耐磨性，在长期使用中始终能维持良好的电流泄导功能，有效保护轴承免受电腐蚀。
中天科技研发的金属化导电碳纤维，具备卓越的耐磨性。将其一端连接电机壳体，另一端连接转轴，能够形成低阻抗接地旁路，有效泄导轴电流，从而保护轴承免受电腐蚀的损害。
🔼 纤维的其他形态，图片中是金属化碳纤维展宽带和短切金属化碳纤维 。
🔼 纤维的SEM检测微观形貌图，金属层均匀致密，金属层与碳纤维基体紧密结合。
金属化碳纤维在新能源汽车的多元应用
金属化碳纤维在新能源汽车的多元应用
电池外壳
将金属化碳纤维短切后与树脂基体混合，通过注塑或热压成型工艺，可制造出轻量化的电池外壳。其良好的导电性不仅能有效屏蔽电磁干扰，还能提升散热性能，防止电池热失控。
车顶外壳
采用金属化碳纤维复合材料制造车顶外壳，或与铝蜂窝结合形成夹层结构，兼顾轻量化与高强度。可通过热压成型或 3D 打印工艺制造复杂曲面，满足流线型车身设计需求，同时减少零部件数量。
内外饰件
短切金属化碳纤维与热塑性树脂注塑成型，可用于后视镜外壳、门把手、加强件等部件。不仅能降低震动传递，提升 NVH 性能，金属镀层还能提供哑光或高光表面效果，避免传统塑料件的划痕与老化问题。
总结与展望
金属化碳纤维作为一种集高强度、轻量化、柔软性和导电性于一身的功能性特种导电纤维，具有使用便捷、应用场景广泛的特点。
其轻量化、功能集成和耐环境性等核心优势，使其在新能源汽车的电池系统、车身结构、内外饰件及电驱组件等关键领域大显身手。随着新能源汽车市场规模的不断扩大，金属化碳纤维的应用前景将更加广阔，有望成为推动汽车轻量化与高性能化发展的重要技术路径。
来源：电动新视界
