為什麼碳纖維在汽車行業越來越受歡迎？

碳纖維（CF）是一種高強度、高模量的碳含量在95%以上的新型纖維材料。它是由鱗片石墨微晶和其他有機纖維沿纖維軸向堆疊而成，經微晶油墨材料碳化、石墨化而成。碳纖維是一種具有優良力學性能的新型材料。其比重不到鋼的1/4。碳纖維樹脂複合材料的抗拉強度一般在3500Mpa以上，是鋼的7~9倍。但碳纖維材料僅沿纖維軸方向顯示出很高的強度，其抗衝擊性較差且易損壞，因此結構部件的製造往往利用其抗拉輕的優勢，避免承載側衝擊部分。

隨著學術研究從短纖維碳纖維到長纖維碳纖維，利用碳纖維製造發熱材料的技術和產品逐漸進入軍用和民用領域。汽車碳纖維複合材料可用作汽車傳動軸、板簧、車架和剎車片。目前，鋼材約佔車身重量的3/4。如果將汽車的鋼製部件全部替換為碳纖維複合材料，則車身重量可減輕300kg，燃油效率可提高36%，二氧化碳排放量可減少17%。

1、汽車車身和底盤的應用，由於碳纖維增強聚合物基複合材料具有足夠的強度和剛度，是製造汽車車身和底盤等主要結構件的最輕材料。據估計，碳纖維複合材料的應用可使汽車車身和底盤的質量減少40%~60%，相當於鋼結構質量的1/3~1/6。平時的賽車車體和部分改裝的車體都是為了這個目的，視覺效果極佳，非常炫酷。

2、剎車片的應用碳纖維因其環保耐磨的特性也被應用於剎車片，但含碳纖維複合材料的產品偏高，所以這種剎車片主要用於高檔汽車。碳纖維剎車盤廣泛用於賽車，例如F1賽車。它可以將車速從300公里/小時降低到50公里/小時，距離50米，此時剎車盤的溫度會升高到900℃以上，剎車盤會變紅，因為它吸收大量的熱能。碳纖維制動盤可承受高達 2500°C 的溫度並提供出色的製動穩定性。

3、輪轂的應用，德國輪轂製造專家推出輪轂系列，採用2件式設計，外圈為碳纖維材料，內輪轂為輕質合金，搭配不銹鋼螺絲，相比車輪質量的一般尺寸要低約 40%。例如，一個 20 英寸的花鼓重 6 公斤，而一個典型的花鼓重約 18 公斤。英國Kahm公司採用CFRP製造的RX-X型高級汽車專用車輪，質量僅為6公斤，可以高速行駛，最大限度地減少車輪的徑向慣性力。由英國DYMAG研發的世界上最輕的碳纖維/鎂合金輪轂，由碳纖維輪轂網和鎂合金剎車盤兩部分組成，通過特殊的鍍鈦五金件連接。

4、傳動軸 汽車傳動軸的受力比較複雜，特別是必須承受大扭矩，充分考慮碳纖維增強複合材料各向異性、強度高、模量比較低的特點，因此採用碳纖維增強複合材料傳動軸替代金屬製品，滿足使用要求。碳纖維傳動軸不僅減輕了60%的重量，而且具有更好的抗疲勞性和耐用性。

碳纖維在汽車上的應用只要是為了實現汽車的輕量化，滿足汽車的剛性需求，既能滿足全球節能減排的需求，又能解決節油問題與大眾汽車有關。

#CFRP #carbonfiberplate #carbonfiberplate #carbonfiber