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作为一只日常需要看电镜（扫描电子显微镜，可以看到微米级甚至纳米级的细微结构）的材料科研狗，笔者一直都很想用电镜这个大杀器来观察一下羽毛球拍的微观结构。但是苦于朋友都还没有YY产生塌陷，也没打断过YY的高端拍，所以这个想法一直未能实现。直到今年4月，在闲鱼通过拍卖40块买到了一支新色ZSP的断拍，卖家也很NICE的发货了，于是这个想法终于得以实现，今天也把笔者所观察到的与大家分享。
图1、被肢解的ZSP
首先说一下笔者制样的方法：首先选取球拍2点钟、4点钟方向以及中杆T头下部的位置，用手锯锯下约3mm厚的样品，两面都用400目砂纸磨平，然后需要使用电镜观察那一面再使用2000目砂纸细磨，以得到一个平整的截面。（电镜也是要对焦的，不磨平各处焦点不一样会很难观察）
选用2点钟和4点钟的位置是因为这两个位置是比较容易产生塌陷的，也代表了有线槽和无线槽的两种框型。而中杆的制造采用了金属芯内模的工艺，成型质量应该比拍框好，笔者想看看拍框和中杆的截面会不会有什么差异。
图2、从左到右分别是4点钟、2点钟方向和中杆的样品
先说说笔者观察电镜想要验证的两个猜想：
1、YY的拍框采用发泡工艺，发泡过程中产生的气体会不会侵入拍框导致气泡的产生？如果产生了气泡，就会形成结构弱点，导致强度下降，使拍子容易塌陷。
2、发泡工艺的成型压力要小于风管工艺，压力不足的情况下，会不会无法挤出多余的树脂，导致碳纤维堆叠不紧密？如果碳纤维堆叠不紧密，则会导致碳纤维含量下降、树脂含量上升，这样拍子在同等质量下强度就会弱于竞品。
那么笔者有没有观察到气泡呢？
图3、2点钟方向样品SEM图
图3乍一看好像很多坑洞的样子，但如果放大之后再仔细查看：
图4、2点钟方向样品坑洞放大
就会发现这些坑洞都没有一个平滑的内部表面，说明是笔者人为造成的机械损伤（说白了就是磨得不够平），而不是原本就存在的气泡。如果再观察磨得更平的4点钟方向样品，就不会出现这些坑洞了。
图5、4点钟方向样品SEM图
可以看到图5的样品平面相当平整，说明YY的发泡技术并不会导致气泡的产生。
但是各位看官看到现在可能也发现问题了：WTM我要看的碳纤维去哪里了？？？为什么上图这种被崩出了裂痕的位置都看不到碳纤维在哪里？？？
笔者做SEM做到这里也很懵逼，到底是YY技术太好了，碳纤维和树脂结合得一点缝隙都没有，还是笔者制样时出了问题。 于是笔者又去中杆那里逛了一圈，碳纤维还是没看到，倒是发现了一个气泡：
图6、中杆处气泡图，内壁是光滑而有弧度的
这里要先说明一下，由于电子显微镜是无法看到颜色的，所以如果材料结合得很紧密，没有明显的分界面的话，电镜是看不出来材料的分界线的。就比如在这三个样品中，如果碳纤维和树脂之间结合得非常紧密而没有缝隙，那么电镜观察到的就会是上图这样光滑的平面。
所以看到这里，基本就可以回答第一个猜想了，那就是在YY使用发泡技术的球拍中，碳纤维和树脂的结合非常紧密，且基本不会导致球拍内部气泡的产生，也就是说使用发泡技术是不会导致球拍产生结构弱点的。
为了解答第二个问题，笔者翻遍了这三个样品的每一寸土地，终于在4点钟样品一些没有被磨平的部分发现了碳纤维的踪迹： 图7、四点钟方向样品碳纤维图
图7这里的碳纤维外露应该是在笔者手锯的过程中，因为锯子不够锋利导致了碳层的崩裂、分离。
可以看到在一个仅仅300μm（也就是0.3mm）的宽度下，笔者就分辨出了起码4个朝向的碳纤维，说明在这0.3mm的宽度下起码是堆叠了4层碳布的。而且每层碳布之间基本看不出间隔，也就是说碳布是非常紧密地堆叠在一起的。
那到这里也就可以回答笔者的第二个猜想了，那就是发泡技术对碳布施加的压力是足够的，足以挤出多余的树脂让各层碳布紧密地堆叠在一起，从而给球拍提供足够的强度。
图8、碳纤维直径及其与树脂的结合
笔者继续放大观察，测量了碳纤维的直径，发现其直径在7μm左右。同时，如果大家观察图8笔者测了直径的那根碳纤维的右侧，就会发现碳纤维和树脂的分界线是真的看不出来的。
图9、看不出有碳纤维的表面图
在图9中，大家在图片的上方可以明显地看到碳纤维，但是在磨平了的表面上，却就是怎么也找不到碳纤维的一丝踪迹。
图10、与图8不同的光滑的碳纤维
笔者继续搜寻发现，图10中出现了与图8不同的碳纤维。虽然两者直径几乎一样，但是图8中的碳纤维有粗糙的竖纹表面，而图10中的碳纤维则是光滑的。这说明YY在制造ZSP的过程中起码使用了两种不同的碳纤维。
那么对碳纤维和树脂的观察就到这里了，笔者又继续使用电镜观察了ZSP的发泡框芯。
图11、发泡剂的SEM图
笔者发现，虽然发泡剂有一个粗糙不平的表面，但是图11中发泡剂内部的孔洞很少，而且也不深，更像是实心而稍微带一点孔洞的硬质塑料，而不像是泡沫。
图12、发泡剂放大后SEM图
即使笔者在图12中继续放大，也没有发现发泡剂内部有更加细微的孔洞。事实上笔者将放大倍数提高到两万多倍也没有发现细小的气泡。所以，发泡剂相比起泡沫，更像是一大块相互连接的硬质塑料。观察到的图片也和笔者在锯发泡剂的时候的手感相吻合，锯子聚到发泡剂的时候感觉到的不是柔软的手感，而是像切在硬质塑料上一样，相当难锯，发泡剂也相当难掰断。所以YY这个发泡剂到底是什么原理、什么用途，还需要更多的大佬去爆料、发掘。
总结一下上文，这次电镜的观察验证了YY在发泡技术方面的实力，使用发泡技术制造的ZSP，树脂与碳纤维结合十分紧密，观察不到缝隙；拍框截面上基本观察不到气泡，也就是说拍框内部基本不存在结构弱点；两层碳布之间基本不存在间隔，说明发泡剂提供的压力足以将碳布压紧，从而提高拍框的强度。
那么现在就又到了讨论中羽第一大未解之谜的时候了：既然发泡工艺不会导致球拍的强度降低，YY的球拍为什么会塌陷呢！！！
其实笔者完成这次解剖之后有了一个新的猜想：
图13、拍框截面补强条图
大家仔细观察图13中红圈位置，就会发现碳布在这里有一个三角的突起。笔者原本认为这是碳布堆叠中产生的多余原料，但是笔者在DUORA 10与NS 9900中都曾观察到这个设计，而且DUORA 10中这个三角的突起也是正确地分布在线孔的下方的。
所以笔者认为这应该是YY为了解决塌陷而特意做的一个补强设计。但是大家在图13中也可以发现这个三角形的补强条并不能非常完美地居中，而是有一些偏差的。这个偏差有可能是因为手工制作而导致的碳布堆叠误差，也有可能是因为在发泡加压的过程中，由于单纯的加压无法对这个补强条进行正确地定位，所以导致了成型过程中的误差（当然风管也无法解决这个问题）。当这个补强条的偏差过大的时候，线孔处的强度就会远小于设计时的理论值，塌陷也就无可避免的产生了。（所以笔者还是认为，风管和发泡都是菜鸡，不用内模就会白给。内模法就能完美解决内壁精准成型的问题了）
当然这也只是笔者的一个猜想，如果大家对此有什么不同的见解，欢迎在回帖中发表自己的论点。
PS：为了写这篇帖子笔者真的是花费了不少的功夫，其实笔者还很想用李宁的电镜图做一下对比的，但是奈何市面上很少能找到李宁的断拍，身边人也没有，所以如果有哪个老哥手里有李宁的高端三四五代断拍（最好是立体风刃的，我对这个系列的成型最感兴趣），希望能够把拍子卖给我，让我能拿去看一下李宁拍子的电镜。笔者今年毕业去了新的学校以后，就不一定能有这么容易接近且能够自己操作的电镜可以用了。
延伸阅读： 1、[讨论帖]李宁、胜利采用的热风管真的是好技术吗？ 2、[科普向]隔壁的碳纤维车架生产都在用什么成型技术？
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发表于 2019-5-16 18:08:40
