碳纤维增强复合材料在汽车上的应用现状车辆1102许康1101504217
摘要：介绍了碳纤维增强复合材料的性能、成型工艺及在汽车行业的应用情况。碳纤维增强复合材料制造车身、底盘传动系统等的结构件、覆盖件，可有效减轻汽车自身质量、降低油耗、减少排放，是当前汽车材料轻量化的重要研究发展方向之一。以及对碳纤维增强复合材料发展过程中存在的问题进行了初步分析并提出了建议。关键词：碳纤维复合材料汽车应用1前言碳纤维增强基复合材料是由碳纤维织物增强碳或石墨化的树脂（包括沥青）碳以及化学气相沉积碳所形成的复合材料，是目前最先进的复合材料之一。它以其质量轻强度高、耐高温、抗腐蚀、热力学性能优良等特点广泛用作结构材料及耐高温抗腐蚀材料，是其它纤维增强复合材料所无法比拟的。纤维增强复合材料具有高强度、高模量，已在航天航空等领域广泛使用，同时也受到汽车工业广泛重视，碳纤维增强复合材料在汽车方面主要是汽车骨架、缓冲器、弹簧片、引擎零件等，早在1979年，福特汽车公司就在实验车上作了试验，将其车身、框架等160个部件用碳纤维复合材料制造，结果整车减重33％，汽油的利用率提高了44％，同时大大降低了振动和噪音。2碳纤维增强复合材料的特性主要表现在力学性能、热物理性能和热烧蚀性能三个方面。（1）具有很高的强度和弹性模量（刚性）。它的比重一般为170～180gcm3，密度低（17gcm3左右）在承受高温的结构中，它是最轻的材料；高温的强度好，在2200oC时可保留室温强度，强度为1200～7000MPa，；有较高的断裂韧性，抗疲劳性和抗蠕变性；而且拉伸强度和弹性模量高于一般的碳素材料，弹性模量为200～400GPa）。纤维取向明显影响材料的强度，在受力时其应力应变曲线呈现“假塑性效应”即在施加载荷初期呈线性关系，后来变成双线性关系，卸载后再加载，曲线仍为线性并可达到原来的
f载荷水平。（2）热膨胀系数小，比热容高，能储存大量的热能，导热率低，抗热冲击和热摩擦的性能优异（3）耐热烧蚀的性能好，热烧蚀性能是在热流作用下，由于热化学和机械过程中引起的固体材料表面损失的现象通过表层材料的烧蚀带走大量的热量可阻止热流入材料内部。3碳纤维增强复合材料的复合原理它以碳纤维或碳纤维织物为增强体，以碳或石墨化的树脂作为基体。复合以后的这种材料在高温下的强度好，高温形态稳定，升华温度高，烧蚀凹陷性，平行于增强方向具有高强度和高刚性，能抗裂纹传播，可减震，抗辐射。4碳纤维r