碳纤维被国际上称之为“第三代材料”,因为用碳纤维制成的复合材料具有极高的强度,汽车应用碳纤维复合材料是第三次工业革命在汽车上的体现。实现汽车的轻量化更多的靠塑料复合材料实现,在这其中,近些年比较新潮的当属轻质、高强等优异的综合性能的碳纤维复合材料,尽管碳纤维的价格比较高,但其在汽车轻量化的道路上无疑已经代表了未来材料发展的一种趋势,得到越来越广泛的认可和应用。
节能资源化。碳纤维复合材料构件同比纯塑料构件轻30~40%,实现汽车减重化的革命,进一步达到节油、节电,降低对不可再生的石油资源的利用。巴西研发出利用甘蔗生产出生物碳纤维,更体现出碳纤维节约不可再生资源的绿色化特性。
安全轻量化。碳纤维复合材料构件同比纯塑料构件强度同比钢件高4~5 倍。常规的纯塑料成型加工的汽车保险杠,碰撞性能较弱,实际仅起到包装装饰的功能,没有达到保险的功能,日本车进不了美国市场,主要是安全性能达不到美国标准,而保险杠的强度也是其中主要的原因,据权威机构检测,日产车的保险杠的钢板厚度为1mm,美产车为3mm。碳纤维复合材料成型的保险杠的厚度如为2mm, 强度不低于8mm 后的钢板,大幅提高了保险杠的安全系数,在高速撞击下保护乘员安全等众多方面有着与普通工程塑料、钢板件无与伦比的优势。
环保人性化。碳纤维复合材料构件质轻、转动惯量小,有效降低噪声级减少震动阻尼,提高乘员的舒适度。
车型个性化。碳纤维复合材料实现汽车外罩的个性化设计,进一步迎合市场的个性化需求。
清洁寿命化。碳纤维复合材料具有强度高、模量高、耐高温、抗蠕变、耐疲劳性好等优点,易实现自润滑的性能,在某些运动构件中,可少用或不用润滑油,有效降低环境污染、实现清洁运行。自润滑意味着提高汽车的使用寿命,减少对资源的利用。
高分子材料高性能化及应用领域拓展化。工程塑料填充碳纤维后,复合材料除持有原工程塑料性能外,提高了强度和刚度,更有利于以轻量化的特性取代汽车金属合金结构件,拓展“以塑代钢” 的应用领域。