汽车用碳纤维复合材料的发展历程及应用
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料 相 比， Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ具有 比强 度高 、 比模量 高 、 质 量轻 、 抗
疲 劳性能好 及 减 振性 能 优 良等诸 多 优 点。材 料 中 各 组份在性能上起 协 同作用 ， 具有 单一 材料 无法 比
拟 的优越综合性 能 。因此 ， 得 到 了汽 车厂家 的广 泛 关注， 被广泛应用 于汽车结构部件 、 车体 部件和车 内 装 饰部件等结构 的设计与制造 … 。
ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｉ ｒ ｈｉ ｇ ｈ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｆ ｉ ｃ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ，ｈ ｉ ｇ ｈ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｆ ｉ ｃ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｕ ｓ，ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ，ｇ ｏ ｏ ｄ ｆ ａ ｔ ｉ ｇ ｕ ｅ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ｔ ｉ — ｖ ｉ — ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｓ Ｏ Ｏ ｉ ｌ ．Ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｉｂ ｆ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ － ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ａ ｕｔ ｏ ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｙ ｒ ａ ｒ ｅ ｉ ｌ ｌ ｕ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ．Ｍｅ ａ ｎ ｗｈ ｉ ｌ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｘ ａ ｍ－ ｐ ｌ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ．
料 的 ３～４倍 。 如 果 成 批 生 产 ， 成 本 将 进 一 步 下
１ 车用碳 纤维复合材料发展历程
近代复 合 材 料 的发 展 是 从 １ ９ ３ ２年 玻 璃 纤 维
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３—０ ８— ２ ２
・
５ ２ ・
上海汽车
２ ０ １ ３ ． １ １
降， 是 一种 期望 值很 高 的复合 材料 。
保 险杠 、 车顶 、 发 动 机罩 、 发 动 机 隔音 板 、 前后 翼 子
板等 部件 用量 较大 。 为 了充 分发 挥 复合 材 料 的减
重特性 ， 目前 已将 碳 纤 维 引 入 Ｓ ＭＣ组 分 中 以取代
玻璃 纤维 。Ｄ Ｓ Ｍ 公 司研制 出的碳 纤维 片 状模 塑 料
Ｃ Ｓ Ｍ Ｃ ， 已应用于汽车的亚结构部件中 Ｊ 。 随着 环保 、 轻量 化、 节 能 等 呼声 越 来 越 高 ， 碳 纤维 增强 热 塑性 复合 材 料 得 到 了快 速 发 展 ， 与热
合 材料 生 产 技 术 难 度 大 ， 价格 高 ， 但 优 良 的性 能 特 点满 足 了高技 术 发展 的需 要 ， 因 而 迅 速 发 展 起 来， 并 已从航 空 、 航天 、 体 育 用 品 等 领 域 转 入 汽 车
领 域 。
的应用到一 般 工 业 和体 育 休 闲等 领 域 。与传 统 材
１ ９ ７ ９年 ， 美 国福 特 汽 车 公 司 发 表 了用 Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ 制作 轻 型 实 验 车 的 新 构 想 （ 见图 １ ） ， 其 中使 用 Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ约 ３ ０ ０ ｋ ｇ ， 降低燃 费约 ３ ５ ％ 。该 实验 车主要
是将 Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ材料应 用 于车体 面板 、 传动 轴和 板弹簧 等功能性 零件 ， 同时还 尝试 在 发 动机 机 体 、 连 杆 和 活塞等 零部件 上应 用 。Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ材 料质 轻 、 可 设计 性 强， 它 的弹性 模 量 是 玻 璃 钢 的 ４～９倍 ， 是 金 属 材
了它 的发 展 历 程 和 应 用 实 例 。
【 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ 】 Ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｉ ｆ ｂ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ ｈ ａ ｖ ｅ ｂ ｅ ｅ ｎ ｗ ｉ ｄ ｅ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ｏ ｔ ｉ ｖ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ｂ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ
工 艺的提高 及 价格 成 本 的下 降 ， Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ被越 来 越 多
部使 用玻璃 纤 维 复 合 材料 部 件 的 汽 车诞 生 以来 ， 复合材 料 已经成 为汽 车工业 的一 支生力 军 。 ２ ０世 纪 ６ ０年 代 末 ， 高 性 能 碳 纤 维 作 为 增 强
材料 实 现 了初 步 商业 化 ， 连续 碳 纤 维增 强 的 高 性 能树 脂 基 复 合 材 料 因此 应 运 而 生 ２ Ｊ 。碳 纤 维 复
【 关键词】 复合材料 汽车 碳纤维
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ７ － ４ ５ ５ ４ ． ２ ０ １ ３ ． １ １ ． １ ２
增强 塑料 问 世 开 始 的 。 自从 １ ９ ５ ３年 世 界 上 第 一
０ 引言
碳纤维增 强复合 材料 （ Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ ） 由作 为增 强材 料 的碳纤 维和作为基 体材 料 的树 脂组 成 ， 早 期 的碳 纤 维 复合材料主要用 于军事领域 ， 随着材料 性能 、 成型
汽 车 用碳 纤 维 复合 材 料 的 发展 历程 及 应 用
竺铝 涛 （ 中国石化上海石油化工股份有限公司， 上海 ２ ０ ０ ５ ４ ０ ）
Βιβλιοθήκη Baidu
【 摘要】 碳纤维复 合材 料具 有比强度和比模量高、 质量轻、 抗疲劳性能好及减振性能优良 等诸多优点，
已被广泛应用于汽车工业 。文章介绍 了碳 纤维复合 材料 的性能特点 ， 以及在 汽车工业 中的应用 优点 ， 同时介绍
疲 劳性能好 及 减 振性 能 优 良等诸 多 优 点。材 料 中 各 组份在性能上起 协 同作用 ， 具有 单一 材料 无法 比
拟 的优越综合性 能 。因此 ， 得 到 了汽 车厂家 的广 泛 关注， 被广泛应用 于汽车结构部件 、 车体 部件和车 内 装 饰部件等结构 的设计与制造 … 。
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料 的 ３～４倍 。 如 果 成 批 生 产 ， 成 本 将 进 一 步 下
１ 车用碳 纤维复合材料发展历程
近代复 合 材 料 的发 展 是 从 １ ９ ３ ２年 玻 璃 纤 维
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３—０ ８— ２ ２
・
５ ２ ・
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玻璃 纤维 。Ｄ Ｓ Ｍ 公 司研制 出的碳 纤维 片 状模 塑 料
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合 材料 生 产 技 术 难 度 大 ， 价格 高 ， 但 优 良 的性 能 特 点满 足 了高技 术 发展 的需 要 ， 因 而 迅 速 发 展 起 来， 并 已从航 空 、 航天 、 体 育 用 品 等 领 域 转 入 汽 车
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１ ９ ７ ９年 ， 美 国福 特 汽 车 公 司 发 表 了用 Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ 制作 轻 型 实 验 车 的 新 构 想 （ 见图 １ ） ， 其 中使 用 Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ约 ３ ０ ０ ｋ ｇ ， 降低燃 费约 ３ ５ ％ 。该 实验 车主要
是将 Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ材料应 用 于车体 面板 、 传动 轴和 板弹簧 等功能性 零件 ， 同时还 尝试 在 发 动机 机 体 、 连 杆 和 活塞等 零部件 上应 用 。Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ材 料质 轻 、 可 设计 性 强， 它 的弹性 模 量 是 玻 璃 钢 的 ４～９倍 ， 是 金 属 材
了它 的发 展 历 程 和 应 用 实 例 。
【 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ 】 Ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｉ ｆ ｂ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ ｈ ａ ｖ ｅ ｂ ｅ ｅ ｎ ｗ ｉ ｄ ｅ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ｏ ｔ ｉ ｖ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ｂ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ
工 艺的提高 及 价格 成 本 的下 降 ， Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ被越 来 越 多
部使 用玻璃 纤 维 复 合 材料 部 件 的 汽 车诞 生 以来 ， 复合材 料 已经成 为汽 车工业 的一 支生力 军 。 ２ ０世 纪 ６ ０年 代 末 ， 高 性 能 碳 纤 维 作 为 增 强
材料 实 现 了初 步 商业 化 ， 连续 碳 纤 维增 强 的 高 性 能树 脂 基 复 合 材 料 因此 应 运 而 生 ２ Ｊ 。碳 纤 维 复
【 关键词】 复合材料 汽车 碳纤维
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增强 塑料 问 世 开 始 的 。 自从 １ ９ ５ ３年 世 界 上 第 一
０ 引言
碳纤维增 强复合 材料 （ Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ ） 由作 为增 强材 料 的碳纤 维和作为基 体材 料 的树 脂组 成 ， 早 期 的碳 纤 维 复合材料主要用 于军事领域 ， 随着材料 性能 、 成型
汽 车 用碳 纤 维 复合 材 料 的 发展 历程 及 应 用
竺铝 涛 （ 中国石化上海石油化工股份有限公司， 上海 ２ ０ ０ ５ ４ ０ ）
Βιβλιοθήκη Baidu
【 摘要】 碳纤维复 合材 料具 有比强度和比模量高、 质量轻、 抗疲劳性能好及减振性能优良 等诸多优点，
已被广泛应用于汽车工业 。文章介绍 了碳 纤维复合 材料 的性能特点 ， 以及在 汽车工业 中的应用 优点 ， 同时介绍