碳纖維，大家都聽說過，對于我們來說它是一種既熟悉又陌生的高性能材料，既有碳材料硬的固有特性，又有紡織纖維柔的加工特性，被稱為材料之王。

經常用在飛機，火箭，防彈車上的高端材料。碳纖維在汽車上的應用最早是在F1賽車上。現在也用在民用汽車上，塗着黑漆，故意露出黑色編制花紋的碳纖維組件，開着就是拉風。

纖維材料超輕，柔軟的特性，怎麼做成堅固的汽車部件的？碳纖維昂貴的價格用在汽車上怎麼降低成本？

碳纖維技術最好的是日本和美國，日本是世紀上碳纖維生産最大的國家，日本碳纖維産能占世界一半。

1880年愛迪生發明了碳纖維，沒錯就是那個發明燈泡的愛迪生。在實驗燈絲的時候就發現了碳纖維，經過100多年的發展，2010年寶馬在i3,i8上使用了碳纖維，開啟了碳纖維在汽車上的應用。

作為增強材料的碳纖維和基體材料的樹脂組成了碳纖維複合材料。碳纖維用在汽車框架，座椅，機艙蓋，傳動軸，後視鏡等車身上，汽車用碳纖維有幾大優勢：

輕量化：目前很火的電動汽車，由于受限于電池技術續航裡程短成為制約其發展的瓶頸，就隻能從車身結構和材料替換上解決。碳纖維複合材料重量比鋼輕3/4,比鋁輕1/3，最直接的影響是續航裡程長，更加的節能。

舒适性：碳纖維的柔軟拉伸性能，對整車的噪音振動控制有很好的提升，會大幅提升汽車的舒适性。

可靠性：碳纖維具有更高的疲勞強度，碰撞吸能性好，在減輕車輛重量的同時還能保住強度和安全性，降低了輕量化後帶來的安全風險系數。

提高壽命：汽車上一些配件要求耐腐蝕，要經過高溫，低寒，煙霧的考驗，普通金屬件不能保證不同環境下的使用壽命。碳纖維不存在腐蝕和生鏽問題，就增強了汽車部件的使用壽命。

碳纖維的制造過程

拉絲：把原材料經過加熱，它是增強材料：纏繞成型用的增強材料，主要是各種纖維紗：如無堿玻璃纖維紗，中堿玻璃纖維紗，碳纖維紗，高強玻璃纖維紗，芳綸纖維紗及表面氈等。樹脂基體，及各種填料。，擠壓形成凝膠形狀的絲條，塑料纖維是用數千條計的細絲組成。

穩定：經過400度加熱氧化，使熱塑性大分子轉換成耐熱性結構。使其在高溫下不融不燃，保持纖維形狀，熱力處于穩定狀态碳化：加溫1千-2千度将非碳原子驅離，随着高溫氧化變成黑色，再經過碳化爐碳原子結合在纖維上。

石墨化：平行的長絲在經過帶電腐蝕表面以便更好的吸收樹脂，用幾百根纖維組成纖維網，樹脂塗布與纖維網同時進入機器内加熱樹脂吸附在纖維網上，通過擠壓樹脂滲入到纖維網絲内，冷卻後液态樹脂就成凝膠狀。

原理就如同把一張紙完全粘貼成一疊厚厚的紙堆，紙堆就會變得堅固。

提到碳纖維我都會想到是堅固，輕便并且價格昂貴（相對于鋼材和鋁産品）例如用在F1賽車等高端産品上，但現在有在民用汽車上，其實碳纖維是廣義的物質統稱，衍生出來的複合類材質很多。

不同的複合材料根據碳化率不同高溫熱處理溫度成本也不一樣，從而生不同碳纖維材料之間的價格也會相差很大。随着技術的發展，應用範圍變大，更多資金的投入，回收再利用技術的成熟，碳纖維的成本會進一步下降。碳纖維複合材料在汽車上的應用會越來越多。

因此，碳纖維在汽車領域的應用會越來越廣泛，将來汽車的排放會越來越低碳，而汽車本身将越來越“高碳”。未來颠覆汽車的兩個技術就是，碳纖維新材料，智能化。

來源：制造原理

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