汽车轻量化与碳纤维复合材料学术资讯

提到碳纤维，你会想到什么？如果你对军事感兴趣，你也许会想到火箭以及导弹上的整流罩、仪器舱和发射筒；或者你是一个航空迷，会想到50%以上机身材料都采用碳纤维的波音787和777X；又可能你是个体育爱好者，会说现在很多滑雪板、网球拍和自行车都应用了碳纤维材料。而今天，我们带大家了解一下应用于汽车领域的碳纤维。

碳纤维材料有着极轻的重量，是十分理想的轻量化材料；同时，其组成元素化学性质稳定，不用进行表面防腐等处理，耐久性和寿命一般为钢材的2-3倍。另外，以树脂、陶瓷、金属等为基体，碳纤维材料为增强体，经过特殊复合成型工艺制得的碳纤维复合材料，其既可作为结构材料，用于承载车体负荷，又可作为功能材料，展现出了优异的性能。

不过，由于碳纤维原料的生产成本及车用零部件制造成本比较高，碳纤维复合材料在车用材料领域的应用还有一定的局限性，目前主要应用于F1赛车、高级乘用车上。宝马公司生产的碳纤维量产电动汽车i3，其整车车身由全碳纤维制造，车身质量只有112.2kg，车身的门和盖均由工程塑料、内加强板、玻璃纤维和碳纤维增强材料复合而成。除宝马i3以外，福特的GT40车身、保时捷911GT3承载式车身等均采用了碳纤维复合材料，显著降低了整车的质量。

除了轻量，碳纤维最重要的优点就是它的安全性。碳纤维车身能承受较大的拉应力，在发生交通意外时，通过碳纤维复合材料制备的封闭驾驶空间，即使在车身受到高速冲撞，甚至车体解体时，仍能够保证驾驶者的安全。喜欢F1的车迷肯定会记得2007年加拿大站库比卡的赛车以超过300km/h的速度撞到防护墙，赛车被弹到空中翻滚在赛道的另一头，赛车基本粉碎，可是座舱保持完好，车内的库比卡事后检查只是扭伤了脚踝，竟然没耽误下一场比赛！

相信在不久的未来，碳纤维材料可以在汽车上得到更广泛的普及，实现“飞入寻常百姓家”，真正改变每一个人的生活！

来源：视频和内容均由中国复合材料学会提供，转载请联系科界小助手