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标题: 硬核解剖！电镜硬刚ZSP！深入探究YONEX工艺！ [打印本页]
作者: 785228257 时间: 2019-5-16 18:05
标题: 硬核解剖！电镜硬刚ZSP！深入探究YONEX工艺！
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？
作者: 西蒙体育 时间: 2019-5-16 18:08
管中窥豹-略见一斑
作者: 李中大 时间: 2019-5-16 18:09
厉害了
作者: K1o 时间: 2019-5-16 18:10
牛逼，楼主加精预定
作者: Mystery1000 时间: 2019-5-16 18:12
技术流玩家，坐个前排
作者: Push 时间: 2019-5-16 18:24
院士组里的设备就是好啊
作者: 我dnmd真一发啊 时间: 2019-5-16 18:27
围观材料大佬
作者: 上尉captain 时间: 2019-5-16 18:28
我竟然看完了…厉害
作者: rexshaw 时间: 2019-5-16 18:29
前排广告位出租
作者: polycr 时间: 2019-5-16 18:33
好想回到大学再看一次电镜
作者: crazyzones 时间: 2019-5-16 18:34
牛逼啊
作者: lee66 时间: 2019-5-16 18:37
666nb
作者: 南京郭艾伦 时间: 2019-5-16 18:40
硬核牛逼
作者: polycr 时间: 2019-5-16 18:48
图4那些点点其实就是垂直镜片的碳纤维，切割破坏了树脂与碳的结合造成的。图7中4方向纤维其实应该是2块碳部的叠加。
作者: sunset 时间: 2019-5-16 18:48
论文来一啵
作者: 镜无波 时间: 2019-5-16 18:59
SEM可以的，能随便玩更可以~
不知道为什么我这里全是TEM比SEM多很多。
图片黑白可以上个色鸭~
作者: y3k 时间: 2019-5-16 19:11
楼主将会收到款项加留言，留言里说：请不要观察并公开我厂的羽毛球拍之结构，我们只是用噱头和宣传赚点钱养家而已，别这样较真。
作者: 吖苏 时间: 2019-5-16 19:32
厉害了
作者: 翼古尼尔 时间: 2019-5-16 19:44
牛逼牛逼
作者: wz.hao 时间: 2019-5-16 19:59
666666
作者: 785228257 时间: 2019-5-16 20:04
可能你们分辨率要求比较高，光碳纤维就粗7um怎么制薄样看tem哦
作者: 镜无波 时间: 2019-5-16 20:08
是的，没法弄那么薄的样。最关键的是老师不让我们花这电费
作者: Sukhoi-27 时间: 2019-5-16 20:09
66666厉害啊
作者: 高高手 时间: 2019-5-16 20:10
还需要观测一下jp,ch和sp的不同
作者: 羽仔 时间: 2019-5-16 20:13
这技术厉害无敌啊
作者: 西之双鱼 时间: 2019-5-16 20:16
这帖子必须支持，太专业了
作者: 米砾 时间: 2019-5-16 20:21
感觉生科的我也要要用用显微镜了
作者: pugatory 时间: 2019-5-16 20:59
真心赞，全篇看完了~
作者: SDZDDSKX 时间: 2019-5-16 21:00
难得，顶楼主。
作者: 乐天男 时间: 2019-5-16 21:01
牛逼啊
作者: 夛零 时间: 2019-5-16 21:04
真的很硬核
作者: yl1026 时间: 2019-5-16 21:37
这个要顶，希望出个李宁的！
作者: 威士林 时间: 2019-5-16 21:39
牛逼牛逼，我也用电镜，但好贵啊，还要镀金才行。
作者: 番茄包仔 时间: 2019-5-16 21:41
硬核牛逼
作者: dhfnfh 时间: 2019-5-16 21:43
秀啊老哥
作者: alexchenzhuo 时间: 2019-5-16 21:59
FIB咯
作者: 北极星0 时间: 2019-5-16 22:07
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
作者: 雨落心不落 时间: 2019-5-16 22:09
啊楼主
作者: 羽叶浮生 时间: 2019-5-16 22:10
喜欢楼主的文章。
如果用microCT有可能方便一些不？可以不用切薄片，直接扫描出3D结构。放大倍数比不了电镜的了，不知能不能看到微气泡（解像好像还是不错的）。
我是门外汉，瞎说几句了哈。
作者: 一顿超人Luke 时间: 2019-5-16 22:20
真正的牛人。。。
作者: keevenzhang 时间: 2019-5-16 22:43
好厉害的观察分析，制作工艺的改进提高永无止境。
作者: 九毛 时间: 2019-5-16 22:49
专家专家
作者: super吃粥 时间: 2019-5-16 22:58
我现在还在苦苦挣扎着材料成型的课程
作者: the123321 时间: 2019-5-16 23:13
电子显微镜很贵我是知道的，但是具体有多贵呢？
作者: Chow馆长. 时间: 2019-5-16 23:15
硬核啊我滴老哥
作者: 霸王别基 时间: 2019-5-16 23:19
来一波各种版本的就完美了
作者: daishun22 时间: 2019-5-16 23:32
硬核好帖顶一个
作者: 仰头望着谁 时间: 2019-5-16 23:39
还是要使用先进仪器更易发表高水平文章
作者: 凯5749 时间: 2019-5-16 23:43
牛逼啊
作者: samidare 时间: 2019-5-16 23:48
为真正的带佬献上膝盖
作者: 大爱林丹 时间: 2019-5-16 23:53
应该是没有不同
作者: 熊大等等我 时间: 2019-5-16 23:53
虽然看的我一脸懵逼 但是感觉很牛逼的样子 最后我想说 你会不会看到蚁人是
作者: 生如夏花11 时间: 2019-5-16 23:56
好帖顶一下
作者: MT_lin 时间: 2019-5-16 23:57
跪拜！
作者: 一般的我 时间: 2019-5-17 00:06
高级
作者: 程小贤 时间: 2019-5-17 00:12
真是硬核啊楼主
作者: 785228257 时间: 2019-5-17 00:12
感谢版主大哥的排版和加精
作者: 路远 时间: 2019-5-17 00:12
牛逼啊
作者: 785228257 时间: 2019-5-17 00:13
没仪器呀，有也不敢瞎用呀
作者: 785228257 时间: 2019-5-17 00:14
我们这边好像没有用这个的
不会用
作者: 还想打球 时间: 2019-5-17 00:14
看的一愣一愣的，假装看懂了
作者: 785228257 时间: 2019-5-17 00:18
便宜的一百万一下就能买到，但是这玩意儿买了还得持续烧钱啊
作者: 柳丁柳丁大柳丁 时间: 2019-5-17 00:24
内凸起是 多余量碳纱挤压成的。。。。。不是什么补强
作者: 905636399 时间: 2019-5-17 00:30
听说是YY采用的碳纤维品种问题，硬度够了，韧性不够，容易塌，或者是拍框太薄，不受力。yy人家自己只质保24磅[手动滑稽]
作者: 785228257 时间: 2019-5-17 00:32
但你从老拍子一直看到新拍子，你就会发现这个三角位置越来越精准越来越对称了，特别是d10异形框都能准确分布在线孔下面。
这就是思路的转变啊，既然都要有这个东西，为什么他就不能起补强的作用？他也的确能起补强的作用呀。
作者: 柳丁柳丁大柳丁 时间: 2019-5-17 00:39
你高兴就好。。。等学*完内发泡球拍卷制工艺，在研究完yy内发泡专利 和切完100把拍子 在来 和我讨论 这个三角为什么越来越对称了吧。。。。
尊重你 对于器材研究的精神，，但是臆想的言论 我只是站在一个从业人员的角度 提示你而已。。 时候相信真相 随你
作者: 南有樛木丶 时间: 2019-5-17 00:56
厉害厉害
作者: coolsj712 时间: 2019-5-17 01:01
太牛B了，期待多发这样贴子，太长知识了。
作者: 785228257 时间: 2019-5-17 01:01
柳丁柳丁大柳丁 发表于 2019-05-17 00:39
你高兴就好。。。等学*完内发泡球拍卷制工艺，在研究完yy内发泡专利 和切完100把拍子 在来 和我讨论 这个三角为什么越来越对称了吧。。。。
尊重你 对于器材研究的精神，，但是臆想的言论 我只是站在一个从业人员的角度 提示你而已。。 时候相信真相 随你
所以你又是为什么觉得这个位置厚度变大了强度不会提高？？？我很想听听理由。
作者: 做人要厚道@ 时间: 2019-5-17 01:13
厉害，厉害，打个羽毛球，打成您这样真是超级硬核！
作者: zmxcc 时间: 2019-5-17 01:35
66666
作者: 别把网瘾当电竞 时间: 2019-5-17 01:51
技术贴，提倡这种解析方式
作者: 新兵路过 时间: 2019-5-17 01:57
楼主接单吗？我们学校的电镜室排不到队
作者: 羽叶浮生 时间: 2019-5-17 02:07
看过别人用小动物CT扫描老鼠，结石，蜜蜂等等。还有取一小块标本放到microCT扫描的。这种机器只能测小型标本，解像度是0.3um。不知道能看到碳纤维不。
https://www.microphotonics.com/products/micro-ct/skyscan-1272-high-resolution-micro-ct/
作者: superlodge 时间: 2019-5-17 02:08
纯技术帖，赞一个
作者: Dali大力 时间: 2019-5-17 03:22
不明觉厉……
作者: zhong13 时间: 2019-5-17 07:11
真牛批
作者: iori160105 时间: 2019-5-17 07:22
技术流，牛牛牛
作者: 刀客6039 时间: 2019-5-17 07:38
学院派典型代表，毕业可以去李宁应聘
作者: 838620183 时间: 2019-5-17 07:53
连我这尤尼授权的实体店铺都说zsp是尤尼为数不多的好拍子！
作者: jimaoge_0758 时间: 2019-5-17 07:58
好文章~~~
作者: 云墨舒 时间: 2019-5-17 08:02
实话实说，这种工艺分析虽然不是行业内大佬，但是也很有用了
作者: Xider 时间: 2019-5-17 08:15
柳丁柳丁大柳丁 发表于 2019-05-17 00:39
你高兴就好。。。等学*完内发泡球拍卷制工艺，在研究完yy内发泡专利 和切完100把拍子 在来 和我讨论 这个三角为什么越来越对称了吧。。。。
尊重你 对于器材研究的精神，，但是臆想的言论 我只是站在一个从业人员的角度 提示你而已。。 时候相信真相 随你
若是真相，需要有足够证据支撑，若只是经验之言，不足以服人。
作者: glenn19831219 时间: 2019-5-17 08:16
楼尝试一下 平着刨面 切开 上次我尝试失败了 技术不够
作者: Doc.yang 时间: 2019-5-17 08:17
你都快写成科技论文了
作者: zxy2012 时间: 2019-5-17 08:22
膜拜科研大神
作者: 于博洋 时间: 2019-5-17 08:25
楼主我有李宁的900B 可以卖给你啊
作者: 技术差拍子好 时间: 2019-5-17 08:26
这个必须顶，有李宁的大神给啊
还有把JP、SP、TW、IP之类的也一起照照
作者: wwc171 时间: 2019-5-17 08:27
必须顶起来
作者: ddxxll2008 时间: 2019-5-17 08:30
硬核硬核，假装能看懂
作者: 住在球馆里的人 时间: 2019-5-17 08:31
666666
作者: Hacken 时间: 2019-5-17 08:31
md我们电镜都要预约才可以用一个小时
作者: 刘鹏鹏 时间: 2019-5-17 08:39
看不懂但觉得很牛逼系列
作者: 075699 时间: 2019-5-17 08:44
流批，假装看懂了
作者: 给点阳光就灿烂 时间: 2019-5-17 08:45
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
作者: shyboy 时间: 2019-5-17 08:49
楼主是技术流派，前来膜拜
作者: gallons 时间: 2019-5-17 08:50
有理有据，舅服你
作者: 麻麻你的心点 时间: 2019-5-17 08:51
卧槽。。。放了大图还有那么一丝丝的恐怖
作者: 陈斯扬 时间: 2019-5-17 09:07
涨知识帖，感谢楼主
作者: ruickw 时间: 2019-5-17 09:10
这个是真佩服，我仔细的看完了
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