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碳纤维及其复合材料在汽车行业的应用及展望


2 0 1 3 。 4 2 ( 6 )   张方超 ,杨建忠 ,乔卉 ,等. 碳纤维及其复合材料在 汽车行业的应用及 展望  2 7   业化生产, 产品规格单一,与国外同类产品相比差  距甚远。其中 ,原丝 的质 量成为了制 约我国碳纤维  轿车专用车轮 , 奥迪 R 8   S p y d e r 跑车的车顶、行李  箱的两边及 顶部 ,宝 马 M6 型 的顶蓬等都

不 同程度  发 展的瓶 颈。近年 来 ,随着碳纤维在 各个领 域的广  泛 应用 ,需 求量与 1 3俱增 ,碳纤维 已成为国 内新材  料 行业研 发的热点 ,并 成为了国家化纤行业 重点扶  持 的对 象  。   地采用了碳纤维复合材料。奔驰 S L R迈凯轮高性  能跑 车则几乎全部 由碳纤维复合材料制 成 ,使车 的  质 量 减轻 5 O%左 右 ,最 高 时速 达到 了 3 3 4   k m / h ;   同时 ,在 其前端结构 中嵌入 2 根6 2 0   m n l 长的碳纤  维复合材料纵梁 ,起到缓冲吸能的作用 ,安全性能  得到大幅度的提高。   最近 发 展起来 的复 合材 料 预成 型件 的液 态注  塑 、整体成型技术 ,不仅 可减少零件数 目和降低生  产成本 ,而且解 决 了 以往 方 法分 离 剥层 的技术难  2 碳 纤维及 其复 合材料在 汽 车行业  的应 用  汽 车作 为一 种最 为重 要 的交 通 工具 ,在人 们  的 日常生活 中发挥着及其重 要的作用 ,然而 ,汽车  给人们带来方便 的同时 ,也 附带了 诸多 问题 ,如 能  源危机、环境污染等。因此,人们都希望以后的汽  车能够达到节能减排的要求。这也促使各汽车厂商  将汽车的轻量化 以及节 油降 耗、低 污染作为研发新  车型的标准 [ 5 1 。据有关数据表 明 :如 果汽车 的整车  质 量降低 1 0%,其 燃 油效 率 可 以提 高 6%一 8%;   汽车质 量每 减少 1 0 0   k g ,行 驶 1 0 0   k m 的里程 ,油  题,从而使材料的层间剪切强度和冲击后的压缩强  度得到大幅度的提高,拓宽了复合材料的应用范  围,这也使碳纤维复合材料在汽车行业的广泛应用   成为了可能。   近 来 ,宝马推 出 的新型能 源车型 “ i ’ ,系列 电  动汽车 充分运 用 了碳纤 维复合 材料 。当 “ i ”型 电  动汽车在增加 2 5 0 — 3 0 0   k g的电动机和 电池质量后 ,   耗便 可 以降 低 0 . 3   0 . 6   L ,而二 氧化 碳 的 排放 量可  以减少 5 0 0   g旧 。   额外负荷大大增加 ,性能也会受到影响 ,而这种质  量轻、强度高和耐腐蚀的碳纤维复合材料制造的碳  纤 维 部 件 ,则 很 好 地 解 决 了 这 一 问 题 。 如 ,   i 8 S p y d e r 概念 车的质 量为 1   6 3 0   k g ,比传统新 能 源  车型 减少 2 5 0   3 5 0   k g ,其运 动操 控性和续航里程得  汽车的轻 量化 不仅 可 以降 低油耗 、减 少污染 ,   而 且还 赋予其他特 性 ,有助于改善 汽车的加速性和  控 制稳 定性 ,并对 汽车噪音 、振动 、碰撞 时惯性和  制动距离的减小都有着积极 的作 用。例如 ,用碳纤  维 复合 材料 制造的发 动机 部件和传 动轴 ,因具有高  阻 尼特性并 降低振动

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