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碳纖維在汽車制造領域具有得天獨厚的突出優勢

發布時間：2016-07-06

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一、碳纖維從何而來？
歷史上，重量級人物總有“高大上”的故事作為出場，碳纖維也不例外，那就是人盡皆知的愛迪生發明電燈泡故事。1861年，愛迪生讓碳絲作為燈絲材料成功發光45小時，使人類進入電燈時代，碳絲也第一次登上了歷史舞臺。不過，隨著燈泡中碳絲被鎢絲替代，碳絲被歷史丟在角落近一個世紀。直至1950年代，碳絲再次粉墨登場，美國空軍由于要尋找耐燒熔材料，獲知碳熔點高達3,600度，并擁有耐高溫、高強度特性，將碳絲再次請進實驗室，并發明了一個吊炸天的名字：碳纖維。隨后，經過不斷研發和改進，碳纖維“外柔內剛”的獨特優勢得到充分展示。

碳纖維質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并具有耐腐蝕、高模量特性。因此，碳纖維最先被應用于軍用飛機、航天器等領域，比如美軍F-35戰斗機；后來又在波音787等民用飛機、風力發電機葉扇、豪華游艇、醫療衛生、休閑體育用品等諸多領域得到越來越廣泛的應用。

二、碳纖維在汽車領域中的應用現狀
隨著科技的進步，一些新技術、新材料逐漸應用到了汽車領域，并對汽車工業的發展產生了深遠影響，其中碳纖維材料在汽車上的應用最為典型。

1、碳纖維給汽車制造帶來的突出優勢

輕量化
碳纖維應用于汽車后，給汽車制造帶來最明顯的好處就是汽車輕量化，最直接影響的就是節能、加速、制動性能的提升。一般而言，車重減小10％，油耗降低6％～8％，排放降低5～6%, 0-100km/h加速性提升8-10%，制動距離縮短2～7m。

安全性
車身輕量化可以使整車的重心下移，提升了汽車操縱穩定性，車輛的運行將更加安全、穩定。碳纖維復合材料具有極佳的能量吸收率，碰撞吸能能力是鋼的六到七倍、鋁的三到四倍，這進一步保證了汽車的安全性。

舒適度
碳纖維復合材料具有更高的震動阻尼，輕合金需要9秒才能停止震動，碳纖維復合材料2秒就能停止，故碳纖維應用在汽車上，對于整車NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）的提升貢獻同樣很大，會大幅增強汽車行駛的舒適性。

可靠性
碳纖維復合材料具有更高的疲勞強度，鋼和鋁的疲勞強度是抗拉強度的30-50%，而碳纖維復合材料可達70-80%，因此汽車上應用碳纖維復合材料對于材料疲勞可靠性有較大提升。

提升車身開發水平
由于碳纖維復合材料可設計性比金屬強，因此更易于車身開發的平臺化、模塊化、集成化。這樣碳纖維車身及金屬平臺的混合車身結構對于傳統汽車車身結構而言，可以做到模塊化、集成化，大大減少零件種類，減少工裝投入，縮短開發周期。尤其對于新入新能源汽車企業，應用碳纖維車身不僅可以節約沖壓、焊裝生產線及模、夾具的投入，減輕固定資產占資配比，優化企業資產配置結構，而且在企業的市場宣傳上更具影響力。綜觀奔馳、寶馬、奧迪等高端品牌車企在產品線中對碳纖維復合材料的應用布局，我們可以預見，碳纖維復合材料在汽車上的應用必然成為發展方向。

碳纖維復合材料汽車

三、碳纖維在中國汽車領域的應用前景極為廣闊

眾所周知，目前中國正在大力推進新能源汽車的發展，但是限于充電設施不完善、電池續航里程短、電動車售價偏高等問題，制約著新能源汽車的推廣及普及。未來更好的推廣新能源汽車，除了要加快充電樁等配套基礎設施的建設之外，有效降低新能源汽車整車成本、提高整車續航能力，已成為當下新能源車生產企業急需解決的問題。而實現新能源汽車的輕量化，最佳的方式就是合理使用碳纖維材料。實驗表明，采用碳纖維材料替代現有的鋼制車身，可以有效降低60%以上的重量，續駛里程相應的提高20%以上。中國正在大力推進新能源汽車的發展，所以碳纖維材料在新能源汽車領域中的應用前景非常廣闊。（文章來源：碳纖維新視界）

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