刀柄的高科技材料—碳纤维

  碳纤维在许多技术领域取得了真正的胜利，这在刀具世界也不例外。这种新材料结合了低重量和高结构强度，具有耐操性和抵抗腐蚀能力。由于碳纤维的精细结构，即使没有涂层，碳纤维也具有吸引人的外观，因此它很快就成为了刀具场景中的握把材料。碳纤维到底是什么？每一个刀迷都应该了解这样一种材料，这是今天刀柄材料上的一个话题。

  历史上的史前人类采集各种密度不同的天然材料被用来制造刀柄。当人类学会提取和加工金属锻造刀具时，手柄最初主要由木材或动物骨骼以及鹿角制成。几个世纪以来，技术进步导致了人造新材料的持续不断的发展；它们中的许多还被测试是不是适合作为刀具的握把材料。

  特别是在过去的三十年里，新的人造材料（如G-10、米卡塔等）已确定进入市场，并取代了所有传统的刀具手柄天然握把材料，至少在系列新产品领域是这样。

  另一方面，在高品质系列刀具和手工精品刀的细分市场中，稀有而珍贵的刀具握把材料在今天发挥着重要作用。

  其范围从猛犸下颌牙齿到稳定的珍贵木材，再到史前时期灭绝恐龙的骨骼。碳也是一种天然产物，因为它由构成地球上生命基本组成部分的元素组成：碳。

  碳（Carbon）这一个名字需要澄清这个词，因为它来自英语口语，主要分布在英语区国家。Carbon是化学元素碳的英文术语，在美国的技术语言中也被用作煤或煤炭的同义词。碳纤维是指含碳化合物的英文术语；在西方国家，你经常会发现“碳纤维”这一词在技术和语言上都是错误的翻译。

  在一项针对刀友们关于碳纤维是由什么组成的调查中，大多数参与者会遵循自然冲动，回答碳纤维由碳制成。听起来很有说服力和逻辑性，但这仍然是错误的。碳纤维的名字并不是因为它们是由碳制成的，而是因为它们（几乎只是）由碳组成。

  技术上正确的定义相当复杂，你必须在解释中更进一步。在西方科幻小说中，偶尔会读到无实体的外星人或机器人称我们人类是碳基生物。这一个名字反映了这样一个事实，即碳基元素构成了构成地球上人类、动物和植物的分子的基础。碳元素无处不在，艺术不是用碳制造东西，而是制造没有碳的东西。

  碳纤维不是由碳制成的，而是由含有天然比例碳元素的有机原料制成的。纤维素是植物纤维的主要成分，其碳含量很高，可当作沥青的原材料。比沥青和纤维素好得多的是一种人工生产的原材料，称为聚丙烯腈（PAN）。在复杂的机械热处理过程中，起始材料被加热，直到所有非碳结合成分蒸发，碳的纯度超过96–98%。

  然而，纯碳本身还不能成为可用的材料，此外，纤维中原子结构的取向必须以产生均匀晶格的方式改变。这样的一个过程被称为热解，在技术上极其复杂，因此只能用一句话来解决：在受控的温度过程中，通过施加机械拉伸应力来形成。听起来很复杂，实际上更复杂，所以我们理所当然地认为，在这样的一个过程的最后，会产生一种无尽的薄碳纤维。

  碳纤维的厚度通常在6到9纳米之间，即百万分之六毫米或60亿分之一米（1/10.000000）。超薄碳纤维被组合成所谓的长丝。根据所需的性能，将1000（技术参考：1K）到50000（技术参考:50K）之间的碳纤维编织成纱线。

  这些“粗”纱线以粗纱（Rovings）的名义出售，总是显示所用纤维的数量（例如10K10.000）和重量。粗纱的重量以“tex（网格细度号数）”为单位。“其中1 tex等于每1000米1克。因此，名为5K-200 tex的粗纱由5000根单根纤维组成，重量为每1000米200克。

  在下一步中，长丝被编织成更复杂的结构。扁平胶带由数百万碳纤维组成，最后这些胶带被编织成纹理。最终，由数百亿根交织的碳纤维制成了一个薄而轻的垫子。

  碳纤维以90°角尽可能精确地排列，因为纤维的稳定性在纵向方向上产生。因此，碳纤维不耐断裂，但能承受极端的拉力。

  在一定的范围内，碳纤维制成的织物是有弹性的，与垫子成直角的编织在可能负载的所有方向上都能达到所需的强度和刚度。

  在刀具世界里，所谓的碳纤维材料实际上的意思就是碳纤维增强塑料。这个神秘的缩写代表“碳纤维增强塑料”，这是一种由多层粗纱交织成垫子组成的层压板，每层粗纱都用环氧树脂（EP）浸泡粘合和稳定，被戏称为“EPO”。

  碳纤维逐渐粘合成复杂的织物，用环氧树脂浸渍，然后硬化。一层一层地建造一个块，以后能从中切割成板、棒或块。对于刀柄材料，通常使用5毫米、7毫米或10毫米更厚的板材，从中锯出来，并使用数控机床（CNC）技术进行机加工成刀柄。

  此外，经过适当的表面处理，由于织物结构，碳纤维外观在视觉上很突出。各种所需的性质具有碳纤维或环氧树脂。碳纤维布（CFRP）在材料的品质比价格更重要的地方取得了突破。

  最早使用碳纤维的领域之一是太空旅行。后来军用飞机紧随其后，GFK（热固塑料）也进入民用飞机建设。最初，只有碳纤维增强塑料制成的零件不必吸收大载荷，例如飞机内部的检修襟翼、面板或结构。

  由于碳纤维增强塑料和碳纤维部件生产的基本工艺技术的一直在改进，如今飞机的高应力部件也由这种材料制造。最著名的例子是波音787的机身和空客A380的侧尾。

  长期以来，碳纤维在汽车比赛中也是不可或缺的。一级方程式赛车的整个单体车身现在都是由碳纤维增强塑料制成的，还有制动盘和制动片。在这里，与传统钢制制动器相比，您可通过碳的卓越温度稳定性，使用更小、更轻的制动器实现显著更高的减速值。

  十多年前，碳纤维材料由于成本非常昂贵，多年来制造技术的改进使其越来越便宜。同时，碳纤维被用于许多日用品，从鱼竿、复合弓、山地自行车车架、网球拍和冲浪板到刀柄。

  多年来，碳纤维一直使刀具爱好者产生分歧。一些人欣赏其重量轻、外观高贵，另一些人则认为碳纤维握把手柄外壳的外观过于技术官僚化。就其客观性能而言，碳纤维在刀具世界中也很难被击败：重量轻、稳定、耐腐蚀，并能以多种方式来进行加工，这是毋庸置疑的优势。

  碳纤维不利的一面是，与G-10或Micarta人造材料相比，该产品的价格仍有显著过高。对紫外线辐射的抵抗力有限也是碳纤维握把外壳的一个弱点。尽管如此，碳纤维慢慢的变成了刀柄中木材或塑料的高质量替代品；如今，基本上没有任何一家高质量系列刀具制造商的产品系列中没有碳纤维刀柄。

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