一文了解碳纖維在筆電等3C電子產品外殼上的應用

碳纖維（carbon fiber，簡稱CF）是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。既有碳材料“硬”的固有特征，又兼?zhèn)浼徔椑w維“柔”的可加工性，被譽為新材料之王。未來隨著航空航天、汽車工業(yè)、飛機制造、風力發(fā)電、3C電子產品等產業(yè)的需求的大幅增長，以及體育休閑領域的平穩(wěn)發(fā)展，碳纖維市場需求增速將愈發(fā)顯著?，F小編來說說碳纖維在筆電等3C電子產品外殼上的應用。

目前Dell和聯想Thinkpad等品牌在采用碳纖維材質作為筆電外殼材質，如Dell XPS系列采用全碳纖維的板材，外觀為3K紋路，體現碳纖維的紋理和質感。Thinkpad X系列采用三明治夾芯結構的碳纖維板材，其外觀為UD紋路+噴涂，以上兩家品牌占據了碳纖維筆記本電腦的主要份額。而其他的品牌商，如HP為了避開競爭，則采用連續(xù)碳纖維增強的熱塑性板材。

采用碳纖維增強復合材料（CFRP）作為筆記本外殼材質,既擁有鋁鎂合金高雅堅固的特性,又有ABS工程塑料的高可塑性,它的外觀類似塑料,但是強度和導熱能力優(yōu)于普通ABS塑料,而且碳纖維是一種導電材質,可以起到類似金屬的屏蔽作用(ABS外殼需要另外鍍一層金屬膜來屏蔽)，如下為典型結構材料性能與減重對比表，從表中可以明顯看出，CFRP的輕量化效果遠高于金屬材料，與鋼材相比，碳纖維的強度其8倍，但重量只有鋼材的70%，與鋁相比，強度是其20倍，但重量只有鋁的40%，碳纖維質輕、強度高、模量高，是輕量化部件的首選材料，因此是筆記本材料的理想選擇。

圖：典型結構材料性能對比表

CFRP作為一種高性能，環(huán)?？苫厥盏男滦筒牧?，擁有良好的導熱性、屏蔽性、耐候性和耐腐蝕性。碳纖維增強PC/PPS/PEEK/PI等熱塑性復合材料技術的突破及成本的下降，筆電材質輕量化的趨勢和成本、工藝的考量，工程塑料、鋁(鎂)合金材料、碳纖維復合材料等材料的應用越來越廣泛。

碳纖維復合材料利用碳纖維和樹脂進一步復合得到性能優(yōu)越的產品，其中碳纖維由鍵合在一起形成長鏈的碳原子組成，堅硬質輕。而環(huán)氧樹脂則具有良好的壓縮和剪切性能以及低密度，因此可以制造質輕而強度高的部件，成型工藝多樣化如濕法成型、真空袋壓、樹脂轉移、模壓、拉擠成型等，此外樹脂的選擇可用于定制特性的性質，如更長或更短的固化時間，超強抗性、高溫配方、阻燃性和使用添加劑增加斷裂韌性等。

圖：碳纖維增強環(huán)氧樹脂原理圖

碳纖維板又稱碳纖維復合板，是一種增強樹脂復合材料，密度僅為1.5g/cm3,抗拉強度為1500MPA以上，通過碳纖維預浸布層疊熱壓而成，碳纖維板一般有三種紋理：斜紋、平紋、單向紋。

碳纖維表面有高亮、啞光兩種，即3K平紋亮光、3K平紋啞光、3K斜紋亮光、3K啞光、單向純黑，備注：表面顏色與性能無關，僅起美觀作用。

發(fā)展趨勢：碳纖維復合材料在筆電外殼的應用優(yōu)勢很突出，主要是基于碳纖維復合材料質輕、結構強的特點，可滿足小、輕、便攜化的發(fā)展趨勢，隨著5G到來，筆記本電腦內部器件散熱是關鍵，而碳纖維復合材料導熱性能很強，具有天然的材料優(yōu)勢，隨著研究的深入，將有更多的應用。但目前受制于碳纖維成本、工藝難度及著色單一等，僅用于高端產品。相信隨著碳纖維價格的下降、工藝及良率的提升，碳纖維復合材料在筆電上的應用將越來越廣泛，如下為目前涉足筆電碳纖維的企業(yè)。