为什么碳纤维在汽车行业越来越受欢迎？

碳纤维（CF）是一种高强度、高模量的碳含量在95%以上的新型纤维材料。它是由鳞片石墨微晶和其他有机纤维沿纤维轴向堆叠而成，经微晶油墨材料碳化、石墨化而成。碳纤维是一种具有优良力学性能的新型材料。其比重不到钢的1/4。碳纤维树脂复合材料的抗拉强度一般在3500Mpa以上，是钢的7~9倍。但碳纤维材料仅沿纤维轴方向显示出很高的强度，其抗冲击性较差且易损坏，因此结构部件的制造往往利用其抗拉轻的优势，避免承载侧冲击部分。

随着学术研究从短纤维碳纤维到长纤维碳纤维，利用碳纤维制造发热材料的技术和产品逐渐进入军用和民用领域。汽车碳纤维复合材料可用作汽车传动轴、板簧、车架和刹车片。目前，钢材约占车身重量的3/4。如果将汽车的钢制部件全部替换为碳纤维复合材料，则车身重量可减轻300kg，燃油效率可提高36%，二氧化碳排放量可减少17%。

1、汽车车身和底盘的应用，由于碳纤维增强聚合物基复合材料具有足够的强度和刚度，是制造汽车车身和底盘等主要结构件的最轻材料。据估计，碳纤维复合材料的应用可使汽车车身和底盘的质量减少40%~60%，相当于钢结构质量的1/3~1/6。平时的赛车车体和部分改装的车体都是为了这个目的，视觉效果极佳，非常炫酷。

2、刹车片的应用碳纤维因其环保耐磨的特性也被应用于刹车片，但含碳纤维复合材料的产品偏高，所以这种刹车片主要用于高档汽车。碳纤维刹车盘广泛用于赛车，例如F1赛车。它可以将车速从300公里/小时降低到50公里/小时，距离50米，此时刹车盘的温度会升高到900℃以上，刹车盘会变红，因为它吸收大量的热能。碳纤维制动盘可承受高达 2500°C 的温度并提供出色的制动稳定性。

3、轮毂的应用，德国轮毂制造专家推出轮毂系列，采用2件式设计，外圈为碳纤维材料，内轮毂为轻质合金，搭配不锈钢螺丝，相比车轮质量的一般尺寸要低约 40%。例如，一个 20 英寸的花鼓重 6 公斤，而一个典型的花鼓重约 18 公斤。英国Kahm公司采用CFRP制造的RX-X型高级汽车专用车轮，质量仅为6公斤，可以高速行驶，最大限度地减少车轮的径向惯性力。由英国DYMAG研发的世界上最轻的碳纤维/镁合金轮毂，由碳纤维轮毂网和镁合金刹车盘两部分组成，通过特殊的镀钛五金件连接。

4、传动轴 汽车传动轴的受力比较复杂，特别是必须承受大扭矩，充分考虑碳纤维增强复合材料各向异性、强度高、模量比较低的特点，因此采用碳纤维增强复合材料传动轴替代金属制品，满足使用要求。碳纤维传动轴不仅减轻了60%的重量，而且具有更好的抗疲劳性和耐用性。

碳纤维在汽车上的应用只要是为了实现汽车的轻量化，满足汽车的刚性需求，既能满足全球节能减排的需求，又能解决节油问题与大众汽车有关。

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