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  • 1 # 汽車工程研究生

    碳纖維不是什麼新型材料,但是目前在汽車上的應用也不太多,更多的情況是人們在汽車外殼貼上仿碳纖維貼膜。

    目前的碳纖維車身主要還是用於高階汽車以及賽道汽車上面,典型的就是寶馬的i3就用的是全碳纖維的車身,另外很多方程式賽車為了減重也有大量的部件用了碳纖維的材料。就目前而言,碳纖維的成本對於應用碳纖維是一個較大的限制。下面說一下碳纖維車身的好處。

    碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量的纖維。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維是一種力學效能很好的材料,雖然密度不到鋼的1/4,但是碳纖維樹脂複合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上,而一般的車用鋼材只有幾百Mpa的抗拉強度,也就是說同樣截面積的材料,碳纖維可以承受的力超過鋼材好幾倍。

    所以,把碳纖維應用在車身製造上可以很大程度上減輕汽車的重量。目前鋼鐵材料約佔車體重量的3/4,如果汽車的鋼材部件全部由碳纖維複合材料置換,車體重量可減輕300kg,燃油效率提高36%,二氧化碳排放量可削減17%,這是汽車輕量化的巨大的進步,要知道在汽車上即便只減一公斤很多時候都需要費很大的努力。此外,碳纖維的複合材料還具有耐高溫,耐候性強,可設計性強的特點。

     說了這些碳纖維複合材料的優點,那碳纖維複合材料車身有沒有缺點呢?答案肯定是有的,不可能有什麼材料會是完美的。碳纖維材料的一大缺點就是其可塑性差,我們知道目前的車身很多時候在發生了碰撞之後是可以修復的,這主要是因為鋼鐵等金屬材料有延展性,可以發生大的變形而不破壞。而碳纖維複合材料的車身可就不這樣了,如果車殼使用了碳纖維複合材料,那麼發生碰撞後就無法修復,只能對整體進行更換,因此可回收性和成本會不如鋼鐵等材料。另外碳纖維複合材料的基體樹脂的耐久性不如金屬材料,時間久了就會出現發脆,變色等現象。

    當然了,隨著碳纖維材料成本的進一步下降和工藝的改進,碳纖維材料無疑會有更多的應用。

  • 2 # 吱道二手車

    不知從什麼時候開始,車友們議題起碳纖維就高潮,大家都開始換碳纖維方向盤,碳纖維內飾板,碳纖維啥啥的,換不起真碳貼貼紙也要貼。其實碳纖維已不是什麼新型材料了,大家可以理解為把碳做成碳條或者說碳絲像織毛衣一樣編織在一起形成一張網,再透過樹脂等固化劑將其固化,形成一個堅固的表面。由於其極輕和富有韌性的特性和高昂的價格被人所追捧,在自己的愛車上點綴點碳纖維的東西顯得特高階特運動。

    其實說起碳纖維車身,也分幾種,僅僅車殼是碳纖維的,還是整個車身結構(包括車架)都是碳纖維的。第一種也就是樓主圖二發的這個大學生方程式的圖,其實只是車身外殼是碳纖維的,車身主要結構還是鋼管桁架結構,這樣可以達到減輕車重的效果,但對於增加整個車身剛度沒有太大作用。

    第二種是整個車身結構都是碳纖維的,比如樓主圖一所發的蘭博基尼或是寶馬i3還有就是f1方程式,都屬於整個車身結構從車架到車殼都是碳纖維一體的,成為單體殼。這種設計可以起到減輕重量,增加剛度,增加整個結構的韌性的效果。 碳纖維的強度高於超高強度鋼2倍以上,比鋁輕30%、比鋼輕50%,強度卻是鋼的7至9倍。用碳纖維製造車身有更強的吸震性。但碳纖維除了成本極其高昂以外也幾乎無法維修,小撞一下普通車可以鈑金,但要是碳纖維車身,呵呵,直接換吧。

  • 3 # 玩車我是認真的

    碳纖維作為新型複合材料有很大的優勢,比如高強度輕量化方面,碳纖維在強度方面是鋼材的幾倍,但輕量化大大低於鋼材。這是碳纖維的優勢,缺點在於碳纖維的成本很高,而且損壞後是破壞性的修復成本比鋼要高很多。

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