“国内碳纤维行业未来要向哪个应用领域发力？”不少与会专家认为，汽车工业是碳纤维行业的值得深入探究的应用场景，未来有望成为碳纤维应用的新领域。

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碳纤维复合材料

碳纤维是一种由碳原子构成的纤维，具有非常高的强度和刚度。与传统的金属材料相比，碳纤维的密度更轻，同时却具有更高的强度和刚度。这使得碳纤维能够在相同重量下实现更高的强度和刚度性能，从而提高结构的强度和耐久性。

树脂基体是碳纤维复合材料的胶状材料，主要用于固定和维持碳纤维的位置，并对力分布起到承载作用。常用的树脂包括环氧树脂、酚醛树脂和聚酰亚胺等。树脂基体具有良好的粘结性能，能够将碳纤维组分紧密结合在一起，形成一个整体。

由于碳纤维的密度非常低，使用碳纤维复合材料可以有效减轻结构重量。对于汽车和航空航天等领域来说，减轻结构重量不仅可以提高燃油效率，延长续航里程，还可以提升飞行性能和减少碳排放。

碳纤维具有出色的强度和刚度，远远超过许多传统材料。因此，使用碳纤维复合材料可以实现更强硬、更坚固的结构，提高产品的耐久性和安全性能，减少维护和修复成本。

碳纤维复合材料还具有良好的耐腐蚀性能和热稳定性，能够在恶劣环境下长期稳定运行。它也具备良好的振动和噪音抑制能力，提供更舒适的乘坐体验。

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碳纤维材料在汽车应用上的优势

碳纤维复合材料具有比强度大、可设计性强等优良性能，在汽车、航天航空等领域得到了快速的发展。

在轻量化形式下，碳纤维复合材料正得到许多飞机、汽车等制造厂商的关注，这种材料相比于其他金属等材料显得更加的有潜力。随着汽车工业的发展，社会正面临着三大问题：能源、安全和环保问题。

在现代社会低碳、环保和可持续发展的理念下，汽车低排放指标显得格外人性化，也为减少环境的污染提供了保证。

在目前的形势下，汽车环保问题主要的解决方法如下：（1）增加电动汽车的使用，减少环境污染；（2）发展轻量化技术，使用新型材料。

对于上面的两种措施，积极发展电动汽车已经成为了现实，市场上已经出现，但相对于内燃机主导的汽车，电动汽车还只是雏形阶段，并未得到全面普及，未来电动汽车的普及只是时间的问题。

相比于金属材料，碳纤维复合材料不容易受到化学物质和湿气的侵蚀，延长了汽车的使用寿命。此外，它的疲劳性能优秀，能够承受长期连续使用而不发生变形和疲劳断裂。这不仅减少了汽车维护和更换零部件的成本，还为消费者提供了更加可靠和持久的车辆。

碳纤维复合材料可以根据设计师的要求进行自由形状和结构设计，而不受传统材料的限制。这种设计自由度带来了无限的可能性，使得汽车外观更加个性化，内饰更加舒适，并且可以满足不同消费者的需求。与此同时，由于碳纤维复合材料的可塑性，它可以灵活地应用于各种形状和部位，如车身、车顶、车门、底盘和内饰等，从而提供更加灵活多样的车型选择。

在制造过程中，与传统的金属制造相比，使用碳纤维复合材料所需的能量更少。与使用传统材料相比，由于碳纤维复合材料的寿命更长，减少了车辆报废和废弃物对环境造成的影响。更重要的是，碳纤维复合材料可以进行回收和再利用，实现资源的循环利用，降低环境污染和能源消耗。

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碳纤维材料在汽车上的举例应用

3.1车身与底盘

因为碳纤维的材料具有很好的强度和硬度，因此在汽车的车身与底盘等结构件的制作中比较适合使用。通过碳纤维的复合材料使用，能够实现汽车的车身以及底盘的重量减轻1倍以上，其中通用的超轻概念汽车就使用碳纤维的车身与底盘，实现了 68%的减重。同时碳纤维制作的引擎盖以及碳纤维的复材车顶，还能够对汽车驾驶的性能进行提升。比如，在宝马 M3的双门轿跑中，其就使用了碳纤维的车顶，比普通型汽车减轻 5kg 重量，不仅减轻了其自重，还大幅实现对车辆重心的降低，进而提高汽车动态的稳定性;且斯巴鲁的WRXSTItS通过碳纤维复合材料进行车顶的制作，和钢板相比实现 80%的减重。由于现阶段汽车碳纤维材料的量产成本太高，遣也影响其普及程度，只是在一些赛车和高级轿车等车型中进行使用。

3.2轮毂

在碳纤维的轮载中，主要对外环通过碳纤维的材质制作，而其内毅则是轻量型合金，并和不锈钢类型螺丝搭配而成，其比同样尺码轮的质量约轻 40%，同时轮通过碳纤维的材料使用，还能够最大限度实现对车轮径向的惯性力降低。英国的 Kahm 公司就通过碳纤维复合材料进行RX-X型的高级型轿车专用的车轮制作，其重量仅 6kg，能够高速的行驶同时，还能够对车轮径向的惯性力进行降低。

3.3 刹车片

碳纤维的材料有着环保性和高温度的耐磨性等特点，其在汽车的刹车片上使用，能够有效的提高刹车片的有效性。往往在汽车的制动中，由于存在过多刹车的情况，刹车片因为吸收了大量热能会变得很红，也常见一些汽车由于长时间的制动而导致刹车片高温情况，进而造成轮胎的着火情况。通过特殊工艺将碳纤维加入到刹车片的制作中，则制动盘往往能够对高温2500°C实现承受效果，且制动的稳定性也十分优秀。

尽管碳纤维具有着显著的特点，但其在汽车的运用中还存在一定的局限性，如抗穿刺的能力比较差、价格成本高、损坏后不能修复等，要实现此材料的更好运用，需要对其性能缺陷进行解决。在国外各大的汽车厂家中，逐渐都重视对碳纤维的复合材料进行开发，进而进行节能环保以及安全性的汽车制作，而随着研究的不断深入，在未来的纤维产品发展中将趋向于高性能，同时通过碳纤维的复合材料使用，对汽车零部件的成本进行不断的降低，从而实现碳纤维的复合材料对金属材料的完全替代。为了实现轻量化，我国庞大的汽车市场对碳纤维相关材料的使用有着巨大潜力和价值。

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业内专家建言

记者了解到，此前，碳纤维由于成本高，多用于风电、航空航天、军工、跑车等特定领域。如今，随着技术进步，碳纤维不仅功能和强度都有所提升，成本也有一定的下降。

北京化工大学教授徐樑华表示，近年来，我国碳纤维行业的发展形势非常好，目前已形成黏胶基、沥青基、聚丙烯腈基3种类别的制备体系；以二甲基亚砜法为主，二甲基乙酰胺法和硫氰酸钠法共同参与的原丝制备技术体系；湿法纺丝、干湿法纺丝、小丝束与大丝束工艺齐头并进的工艺体系；高强、高强中模、高模、高强高模齐全的产品体系。

随着碳纤维复合材料性能的不断提高以及“双碳”政策的加持，越来越多的汽车制造商也将目光投向于此。

中国一汽研发总院高端汽车集成与控制全国重点实验室副主任叶福恒认为，轻量化是汽车节能减排的重要途径之一。碳纤维复合材料所具备的优点，适用于汽车外观件、车身结构、底盘结构件等多个场景，是汽车深度轻量化的理想材料。

“合适的材料要用在合适的位置。”叶福恒表示，多材料混合用材方向将助推碳纤维复合材料在汽车行业的产业化、规模化应用。在预期成本不断下探，产业链不断完备的全新市场中，碳纤维用材占比及用量有望呈现上升趋势。目前，碳纤维复合材料已应用到宝马7系、宝马iX、奥迪A8、蔚来ES6、雪佛兰等车型。

对于如何实现碳纤维复合材料规模化应用，叶福恒表示，这将始于全产业链联动的颠覆式开发创新，并需要全产业协同并解决共性技术问题，进一步构建低成本开发路径。同时，还需要围绕新能源汽车转型升级，通过集成化和功能化开发，实现低成本和高价值的双协同，打造不止于“轻”的高价值场景。

叶福恒还谈道，先进的量产制造技术将有助于碳纤维复合材料的规模化应用。混合使用连续和非连续纤维可进一步拓展碳纤维复合材料的应用范围，实现异形实体部件的复材化。此外，数据表明，回收后的碳纤维仍有很好的力学性能和利用价值，不仅能用于要求相对较低的应用场景，还可减少能源消耗，这将进一步完善产业链。

此外，北京科泰克科技有限责任公司技术总监赵亮还提到，车载储氢气瓶也是碳纤维复合材料值得探究的新应用场景。