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碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量的新型纖維材料，隨著全球汽車(chē)制造工業(yè)面臨著向燃油經(jīng)濟(jì)性和歐盟（EU）新排放標(biāo)準(zhǔn)不斷的提高，汽車(chē)領(lǐng)域也開(kāi)始廣泛使用碳纖維復(fù)合材料。它不僅可以帶來(lái)輕量化的車(chē)身，還能起到環(huán)保的功效，是新能源汽車(chē)的應(yīng)用趨勢(shì)。

新西蘭納米材料專(zhuān)家Revolution Fibers開(kāi)發(fā)了Xantu.Layr?納米纖維增韌膜，可廣泛使用于預(yù)浸料熱固環(huán)氧樹(shù)脂基的層間增韌，在碳纖維汽車(chē)整體框架結(jié)構(gòu)、內(nèi)核結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)件和組件等，如輪轂，車(chē)門(mén)車(chē)身，保險(xiǎn)杠等都可使用，提升碳纖維復(fù)合材料的抗分層性，斷裂韌性，避免樹(shù)脂產(chǎn)生微裂紋。

相比于傳統(tǒng)鋁合金、高強(qiáng)鋼和玻纖等材料，碳纖維復(fù)合材料減重效果和強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)更加明顯，碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）在高端汽車(chē)和超級(jí)跑車(chē)中得到了最大的應(yīng)用。該材料具有非常高的強(qiáng)度重量比，并且基本上是由聚合物（例如環(huán)氧樹(shù)脂）粘結(jié)的碳纖維。密度低至1.6g / cc，這使其在不影響強(qiáng)度的情況下與鋼相比極其輕巧。

     輕型汽車(chē)的主要優(yōu)點(diǎn)是提高了燃油效率，重量減輕了10％，可以節(jié)省多達(dá)6-8％的汽車(chē)燃料。隨著經(jīng)濟(jì)油耗迅速成為焦點(diǎn)，CFRP作為一種材料已成為當(dāng)今的需求。

碳纖維復(fù)合材料在內(nèi)核結(jié)構(gòu)上

碳纖維在寶馬7系上的這種應(yīng)用被稱(chēng)作Carboncore，即碳纖維內(nèi)核結(jié)構(gòu)。在封閉的鋼材內(nèi)部嵌入碳纖維復(fù)合材料用以提高車(chē)身剛度和強(qiáng)度，車(chē)身骨架重量相比上一代產(chǎn)品減重40Kg。以下圖為例，其中黑色區(qū)域?yàn)樘祭w維復(fù)合材料。主要應(yīng)用區(qū)域?yàn)椋?/span>車(chē)頂框架、B柱加強(qiáng)件、側(cè)圍加強(qiáng)件、中央通道加強(qiáng)件、C柱加強(qiáng)件、后窗臺(tái)板加強(qiáng)件及門(mén)檻加強(qiáng)件。

碳纖維制作的輕型門(mén)

Brose設(shè)計(jì)了輕型門(mén)模塊的載體，目的是在不犧牲性能的情況下顯著減輕重量。博澤還進(jìn)一步增強(qiáng)了功能集成。在這種情況下，與使用當(dāng)前技術(shù)由注塑材料制成的載體相比，可實(shí)現(xiàn)約35％的重量減輕。在四門(mén)福特福克斯中，這意味著與由PP-LGF 30制成的門(mén)模塊支架相比，汽車(chē)重量減少了1公斤以上。

碳纖維制作的復(fù)合皮卡盒

江鈴汽車(chē)公司（JMC）將在其新型Yuhu 3和Yuhu 5皮卡的皮卡盒中使用先進(jìn)的復(fù)合材料，這是中國(guó)汽車(chē)行業(yè)首次使用復(fù)合材料。由CSP VICTALL開(kāi)發(fā)的復(fù)合材料盒旨在解決與鈑金皮卡盒相關(guān)的重量大，耐腐蝕性低和成本高的問(wèn)題。

碳纖維制作的零件和組件

最初，高端汽車(chē)，超級(jí)跑車(chē)和昂貴的賽車(chē)模型是在較小的零部件中加入碳纖維以獲得速度優(yōu)勢(shì)的模型。當(dāng)前，隨著汽車(chē)制造商意識(shí)到使用復(fù)合材料的好處，其使用量急劇增加，并且有些汽車(chē)在其車(chē)身構(gòu)造中也使用碳纖維。汽車(chē)制造商雪佛蘭（Chevrolet）推出的2011 Z06碳纖維限量版Corvette裝有碳纖維引擎蓋，頂板，門(mén)檻板和空氣分離器。甚至車(chē)輪都由碳纖維元件制成，因?yàn)樗兄诟斓丶铀俸透玫乜刂啤?/span>

碳纖維和電動(dòng)汽車(chē)

新興的新型電動(dòng)汽車(chē)非常依賴(lài)碳纖維部件。由于它支持燃油效率并增加了電池壽命，因此非常適合電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的目標(biāo)。兩種技術(shù)都是前瞻性的，可以相互補(bǔ)充而受益。

寶馬的i8和i3具有全碳纖維車(chē)身，以減輕重量，而其他電動(dòng)汽車(chē)模型（如大眾e-Golf）在其制造中已廣泛采用復(fù)合材料。

目前，碳纖維復(fù)合材料的特性還存在著巨大的提升空間，在碳纖維材料重點(diǎn)研究的樹(shù)脂領(lǐng)域，因?yàn)閺?fù)合材料成型工藝的特殊性，基體通常采用樹(shù)脂，樹(shù)脂的抗沖擊性、斷裂韌性和分層強(qiáng)度通常較差，所以需要韌性增強(qiáng)材料輔助改善復(fù)合材料的抗分層性、損傷容限(CAI)和抗疲勞特性。

Xantu.Layr?納米纖維增韌膜采用靜電紡絲工藝，由幾千米長(zhǎng)的熱塑性聚合物納米纖維組成，每根纖維比發(fā)絲細(xì)500倍左右。特別適合用于環(huán)氧樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料的層間增韌，提高了復(fù)合材料的斷裂韌性（抗脫層性）、沖擊后抗壓強(qiáng)度（損傷容限）和抗疲勞性能，使樹(shù)脂在受到壓力或沖擊時(shí)不易發(fā)生微裂紋。

納米纖維增韌膜Xantu.Layr?薄至8um，重量?jī)H為1.5gsm，在幾乎不增加重量和厚度的情況下，有效改善復(fù)合材料韌性，尤其是碳纖維環(huán)氧樹(shù)脂基體結(jié)構(gòu)件，在局部打孔或剪切部位起到增韌減少樹(shù)脂裂紋的作用。

汽車(chē)行業(yè)中可使用在碳纖維復(fù)合材料零部件，如發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋、輪轂、防撞梁、翼子板、B柱、頂蓋、動(dòng)力電池上蓋等部件，助力改善復(fù)材的層間剪切強(qiáng)度，CAI，抗分層特性。

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