碳纖維與鍛造碳

碳纖維（CF，Carbon Fiber）被譽為“材料之王”，更有“黑色黃金”之稱，足見其性能之優(yōu)越、價值之貴重。碳纖維是由單質(zhì)碳組成的一種特殊纖維，其碳含量隨產(chǎn)品種類不同而異，一般在90%以上，高于99%的屬于石墨纖維。碳纖維復(fù)合材料具有增強相與基體相構(gòu)成的多相結(jié)構(gòu)，是以碳纖維為增強體，以金屬、樹脂、陶瓷、碳、水泥、橡膠等為基體的先進復(fù)合材料。所謂先進復(fù)合材料是指“在原有的單一材料基礎(chǔ)上，以原有材料為基體，通過一定的工藝手段在基體材料中增加增強相，使材料展示出新的性能”，好像建筑材料中以螺紋鋼為增強筋，水泥石塊為基體的砼（鋼筋混凝土）。盡管人們有時也習慣地將碳纖維復(fù)合材料簡稱為碳纖維，可事實上二者完全不是一回事。

瑞士手表品牌十多年前就開始嘗試應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料制作手表外觀件和機心夾板。最早使用碳纖維復(fù)合材料表殼的是愛彼的皇家橡樹離岸型系列（2007年），隨后宇舶的BIG BANG系列、萬國的工程師系列和沛納海的1950系列等都使用過碳纖維復(fù)合材料表殼。愛彼品牌基于材料成型工藝，亦或出于創(chuàng)意和商業(yè)因素將其命名為鍛造碳，給手表碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用蒙上了一層神秘的面紗。就像人們常用的藥品一樣，除了有商品名外還必須有藥理學意義上的化學名稱，這些富有創(chuàng)意和技術(shù)含量的手表外觀件所使用材料的準確名稱是碳纖維增強復(fù)合材料（CFRP）或高壓常溫工藝成型的片狀模壓料（FC-SMC），統(tǒng)稱碳纖維復(fù)合材料。這兩種材料性質(zhì)相同，但在可視紋理上有所差別：前者由長纖維編織呈格子狀條紋，后者短纖維呈彌散狀無序排列。至于哪種紋理更美觀，取決于見仁見智的審美個性。碳纖維片狀模壓料（SMC，Sheet Molding Compounds）的鍛造復(fù)合技術(shù)（FC，F(xiàn)orged Composite）是由美國Quantan復(fù)合材料公司與美國卡拉威高爾夫公司、蘭博基尼品牌聯(lián)合開發(fā)并擁有FC的知識產(chǎn)權(quán)，愛彼命名的鍛造碳可以由此找到其學術(shù)出處，就像醫(yī)學上的肋膜積水有人也稱其為肺積液，但實際上積水并不在肺里。

愛彼千禧碳陀飛輪計時碼表

碳纖維的發(fā)明可上溯至19世紀后期，1878年英國的斯旺和1879年美國發(fā)明家愛迪生分別將棉纖維和竹纖維碳化后制成電燈泡的燈絲，被視為碳纖維技術(shù)的起源。1959年美國聯(lián)合碳化公司研發(fā)出低模量粘膠基碳纖維；同年日本的近藤昭南發(fā)明了PAN基碳纖維；1963年英國航空材料研究所開發(fā)出高模量聚丙烯腈基碳纖維；1965年日本群馬大學發(fā)明了瀝青基碳纖維；1969年日本大谷杉郎研發(fā)出高強、高彈模的芳香族聚酰胺基碳纖維；1970年日本吳羽化學公司實現(xiàn)了瀝青基碳纖維工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)；1980年美國金剛砂公司研制出酚醛纖維原絲活性碳纖維投放市場等，標志著碳纖維技術(shù)開始進入工業(yè)化制造和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用階段。碳纖維技術(shù)及其復(fù)合材料早期應(yīng)用于運動休閑器材上，譬如高爾夫球桿、釣魚竿等。上個世紀80年代開始應(yīng)用于航空航天、交通工具等工業(yè)產(chǎn)品和現(xiàn)代建筑材料中，譬如波音757、波音767、空客310飛機和現(xiàn)代船艇的零部件。2005年以來開始應(yīng)用于F1賽車、輕量化汽車零部件和新能源產(chǎn)業(yè)，譬如蘭博基尼賽車、新能源汽車零部件和風力發(fā)電機葉片等。目前碳纖維及其復(fù)合材料制造已形成全球范圍的產(chǎn)業(yè)鏈，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，市場空間可觀。

隨著我國干噴濕紡千噸/百噸級碳纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)的突破，國產(chǎn)碳纖維原料已打破國外技術(shù)封鎖和產(chǎn)品壟斷，部分性能指標超過國外同類產(chǎn)品水平。產(chǎn)能、質(zhì)量的快速提升引發(fā)了國內(nèi)碳纖維及其復(fù)合材料價格的大幅度下降，部分產(chǎn)品的價格只是十年前價格的30%甚至10%。我國碳纖維復(fù)合材料加工工藝、刀具和裝備方面的技術(shù)進步，特別是達到國際領(lǐng)先水平的碳纖維復(fù)合材料低損傷數(shù)字化加工技術(shù)的實現(xiàn)，為我國碳纖維復(fù)合材料的普及應(yīng)用奠定了工藝和裝備基礎(chǔ)。

碳纖維復(fù)合材料中的碳纖維增強體大大提高了基體材料的強度、彈性模量、耐磨性和耐腐蝕性，若選擇樹脂等密度小的基體材料，產(chǎn)品可實現(xiàn)輕量化。這些性能指標都是手表外觀件材料所需要且一直追求的，可見碳纖維復(fù)合材料在手表上應(yīng)用具有廣闊前景和巨大空間。我國鐘表行業(yè)在碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用上不盡如人意的過往表現(xiàn)，除了受到過去碳纖維復(fù)合材料依賴進口價格昂貴、制造技術(shù)和工藝裝備未能實現(xiàn)突破以及國表品牌與市場接受的匹配程度等客觀因素的制約外，鐘表業(yè)界對新材料、新技術(shù)的學習、跟蹤以及應(yīng)用創(chuàng)新的主動性普遍缺乏是造成新材料應(yīng)用滯后的主觀原因。

國家創(chuàng)新能力的持續(xù)提升和產(chǎn)業(yè)體系的不斷完善，為我國鐘表行業(yè)應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料提供了原材料和裝備基礎(chǔ)，打開了應(yīng)用技術(shù)空間。“好雨知時節(jié)，當春乃發(fā)生”，期盼使用碳纖維復(fù)合材料的國表品牌手表早日橫空出世。

宇舶表Big Bang碳纖維方型鉆石腕表

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