碳纤维材料介绍

碳纤维材料介绍

碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa 以上，是钢的7-9倍，抗拉弹性模量为 23000-43000Mpa，也高于钢。

碳纤维复合材料可用作汽车车身、底盘、传动轴、轮毂、板簧、构架和刹车片等制件。目前钢铁材料约占车体重量的3/4，如果汽车的钢材部件全部由碳纤维复合材料置换，车体重量可减轻300kg，燃油效率提高36%，二氧化碳排放量可削减17%。

一、碳纤维的优点

1、比强度高，是最佳的轻质高强车体材料。

2、轴向强度、模量高，无蠕变，制作传动轴。

3、正面碰撞时成无数细小碎片，吸收大量的撞击能（是钢结构4倍）安全性高。

4、兼备纺织纤维的柔软，可加工性强。

5、有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性好，寿命长，维修费用低。

6、冷热膨胀系数小，极端气候条件下尺寸稳定性高。

7、活性碳纤维超级电容器可提高能量密度，又可降低成本适用于电动车制动。

8、复合材料容易成型，制得满足空气动力学原理及美观需求的外形曲面。

9、表皮光滑美观，制造车身，可以省去高成本、繁琐的涂装工艺。

10、将不同零件一体成型，便于汽车结构的模块化、整体化制造。

碳纤维在汽车的应用实现了轻量化和刚性需求，达到节能减排、降低油耗的目的，碳纤维材料可以作为未来汽车的主流材料。

二、碳纤维的弊端

1、工艺复杂，主要采用热压罐,真空导入等传统工艺，这种工艺生产效率低、生产周期长、产品造价高，无法满足汽车大批量规模化生产要求。

2、成本相对高昂，碳纤维材料的价格是金属材料的数倍，制约了其在汽车领域的应用与发展。

3、设计人才缺乏，且由于该技术之前较少在国内应用，所以从事过碳纤维量产部件设计的人才非常稀缺。

总之，无论从性能还是环保角度出发，汽车轻量化都已成为一种必然趋势，而采用碳纤维材料是汽车轻量化的必由之路。中国正在大力推进新能源汽车的发展，所以碳纤维材料在新能源汽车领域中的应用前景非常广阔。