碳纤维复合材料的性能特征具潜力的材料

伴随着全球能源危机的爆发和环保意识的增强，各国纷纷实施降低汽车油耗的政策，突破口放在了汽车轻量化方面。

碳纤维及其复合材料是众多汽车轻量化解决方案中最前沿，最具潜力的材料特别是近两年来，新能源汽车的快速发展，为碳纤维及其复合材料的发展提供了巨大的机遇

碳纤维增强树脂基复合材料具有高强度，高模量，重量轻，耐腐蚀，综合性能优异等诸多优点最近几年来，它们得到了越来越广泛的认可和应用它已经成为汽车轻量化过程中不可或缺的重要材料

碳纤维的应用可使汽车减重30% ~ 60%，被誉为汽车轻量化的王者材料是新能源汽车瘦身革命的引领者，对汽车轻量化起着关键作用

碳纤维复合材料的性能特征

碳纤维复合材料是由碳纤维增强材料与树脂，金属，陶瓷等基体复合而成其中，碳纤维树脂基复合材料的比强度，比模量等综合指标是现有结构材料中最高的，也是应用最广泛的复合材料

目前，碳纤维复合材料已经在航空航天，风力发电，飞机制造等领域得到了很好的应用，最近几年来在运动休闲，汽车制造，工业机械，轨道交通，医疗器械等领域也有所拓展。

01高强度

碳纤维复合材料的抗拉强度一般在3500Mpa以上，比大多数金属的比强度高7倍其碰撞吸收能量是钢的6—7倍，铝的3—4倍，进一步保证了车辆的安全性

02耐久性

碳纤维复合材料主要由碳纤维丝束和树脂材料组成，化学性能稳定，无需表面防腐处理，耐候性和耐老化性能优异，使用寿命一般是钢材的2—3倍由CFRP制成的功能部件的疲劳强度比钢高得多

03轻量级

碳纤维复合材料密度远低于传统汽车金属，比钢结构轻50%以上，比镁铝合金结构轻30%，直接影响车辆的节能，加速和制动性能。

舒适

碳纤维复合材料较高的减振性可以降低整车的噪声，振动和声学粗糙度，提高乘坐舒适性。

05强烈的设计感

碳纤维复合材料集成度高，造型自由，不仅可以减少零件数量，节省生产投资，还可以增强设计感。

汽车轻量化用碳纤维关键技术

01低成本碳纤维技术

通过在聚丙烯腈基碳纤维的聚合过程中引入新的单体，可以降低总成本。

目前，碳纤维的生产工艺可以通过对聚丙烯腈原丝进行预处理和改变预氧化过程中的工艺方法来改进聚丙烯腈原丝的预处理可分为化学方法和物理方法

化学方法主要是用高锰酸钾，苯甲酸等试剂对PAN进行化学改性，降低环化温度，提高预氧化率，降低成本。

物理方法主要有紫外线，电子束，X射线和γ射线化学和物理处理可以降低环化反应的活化能，从而减少预氧化时间

02RTM成型技术

RTM是复合材料液态成型技术的典型工艺之一。

RTM工艺非常简单首先将碳纤维预成型织物放入模具中，加入树脂液通过加热固化，树脂液固化，然后可以脱模，从而获得碳纤维复合材料产品

RTM工艺可一次成型大型复杂构件，可设计性强，尺寸容易控制，表面质量高，生产周期短，可实现半自动或自动生产。

03热压技术

热压工艺是将树脂基体在一定的温度和压力下熔融流动，然后重新浸渍纤维，从而制备出一定形状的复合材料零件。

热压成型工艺成型周期短，易于实现自动化生产过程它可以使用传统的板材成型设备，适用于热塑性复合材料的低成本制造工艺对于碳纤维复合材料汽车零部件的高效成型具有广阔的应用前景

伴随着科技的发展和经济水平的提高，汽车已经走进了几乎每个人的生活，成为不可或缺的生活必需品，给人们的生活和出行带来了极大的便利此外，碳纤维复合材料的诸多优点使其在汽车轻量化领域的应用市场非常广阔

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