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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，汽車領(lǐng)域也開始廣泛使用碳纖維復(fù)合材料。它不僅可以帶來輕量化的車身，還能起到環(huán)保的功效，是新能源汽車的應(yīng)用趨勢(shì)。

新西蘭納米材料專家Revolution Fibers開發(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)氧樹脂基的層間增韌，在碳纖維汽車整體框架結(jié)構(gòu)、內(nèi)核結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)件和組件等，如輪轂，車門車身，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）在高端汽車和超級(jí)跑車中得到了最大的應(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)合材料用以提高車身剛度和強(qiáng)度，車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)件及門檻加強(qiáng)件。

碳纖維制作的輕型門

Brose設(shè)計(jì)了輕型門模塊的載體，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。在四門福特?？怂怪?，這意味著與由PP-LGF 30制成的門模塊支架相比，汽車重量減少了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，這是中國汽車行業(yè)首次使用復(fù)合材料。由CSP VICTALL開發(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題。

碳纖維制作的零件和組件

最初，高端汽車，超級(jí)跑車和昂貴的賽車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，并且有些汽車在其車身構(gòu)造中也使用碳纖維。汽車制造商雪佛蘭（Chevrolet）推出的2011 Z06碳纖維限量版Corvette裝有碳纖維引擎蓋，頂板，門檻板和空氣分離器。甚至車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

新興的新型電動(dòng)汽車非常依賴碳纖維部件。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具有全碳纖維車身，以減輕重量，而其他電動(dòng)汽車模型（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，基體通常采用樹脂，樹脂的抗沖擊性、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，重量僅為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脂裂紋的作用。

汽車行業(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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