汽车制造商最青睐的材料——碳纤维

汽车制造商最青睐的材料——碳纤维

2013-09-06 08:16:37 79

   由于目前碳纤维的价格偏高,汽车只能说是未来潜在的大市场。但随着钢价持续上扬将可缩小两者间的差距。而采用碳纤维材质将可改善车辆的燃料效能,并使二氧化碳排放减少30%。今后随着大丝束碳纤维价格的进一步下降及回收技术的确立,预期将应用于汽车的许多部件和结构材料。目前碳纤维复合材料传动轴、刹车片、尾翼和引擎盖已经在汽车行业广泛应用,虽然现在主要是用在豪华车型,但预计未来将在大众车型中推广。日产汽车、本田汽车和东丽公司将联手开发汽车车体用的新型碳纤维材料,使车体较使用钢材轻40%。随着碳纤维成本的降低和世界范围内对环保要求的提高,碳纤维在汽车行业的需求前景也较为乐观。日本政府亦支持该项计划,希望在全球开发环保车辆的趋势中取得领先地位。日本经济产业省计划未来五年投资这项计划20亿日元(1.850万美元)。

    现在,碳纤维材料也成为了汽车制造商青睐的材料,在高级汽车内外装饰中开始大量采用。碳纤维作为汽车材料,最大的优点是质量轻、强度大,质量仅相当于钢材的20%一30%,硬度却是钢材的10倍以上;所以,采用碳纤维材料可以使汽车的轻量化取得突破性进展,并带来节省能源的效益。业界认为,碳纤维在汽车制造领域的使用量会越来越大。据悉,福特和保时捷生产的GT型赛车发动机机罩已全部采用碳纤维材料,奔驰的料,现在则以碳纤维替代·通用的雪佛莱轿车底盘的内装饰材料也采用碳纤维l宝马公司将M6型轿车的顶篷全部采用碳纤维,并进行技术处理,使其保持金属材料的光泽梅赛德斯一奔驰新推出的SLR迈凯轮超级跑车运用了高强度碳纤维复合材料,车身几乎全部采用碳纤维复合材料制成,该车最高时速可以达到334km/h,这款跑车能够具有如此超高速度,除了采用强悍的动力系统和借鉴F1赛车设计理念外,由高强度碳纤维复合材料制成的车身大大降低了其整车质量,也是使该款超级跑车性能如此卓越的一大“功臣”。与钢材相比,碳纤维复合材料质量只有钢的50%,而在碰撞中对能量的吸收能力却比钢或铝高出4~5倍,梅赛德斯一奔驰充分利用该材料的这些特性,不仅降低了车身自重,还可以为乘员提供最大限度的安全保障。设计者在SLR的前端结构中嵌入了两根620ram长的碳纤维纵梁,作为车头碰撞缓冲部件,在发生正面碰撞时,碰撞能量可以被有效吸收,从而确保乘员舱完好无损;不仅如此,由于sLR的乘员舱也全部采用碳纤维复合材料制成,当发生侧面或尾部碰撞时,乘员也可以有充足的安全空间,使人们在乘驾“公路上的F1赛车”时,免去了许多后顾之忧。法国汽车生产商标致公司于2007年8月初推出了更轻量化的308RCZ概念新车,塑料创新型应用使汽车更加轻量化,全车大量使用了聚碳酸酯(PC)和碳纤维,将聚碳酸酯制作的后部挡风玻璃与大量碳纤维制作的车身组件组合在一起,汽车顶棚板采用碳纤维制作。日产汽车公司于2007年底制定目标:到2015年汽车的质量比2005年减少15%,以节减10%的燃料消耗。丰田公司也制定了中型汽车质量减少约10%的目标。为达减少质量的目标,日产汽车公司将增加新型材料使用量,如碳纤维复合物.玻璃纤维增强塑料、锰合金和超高强度钢板。据日本先进工业科学和技术研究院的数据,1~1.5吨的汽车质量减少100kg,可提高行驶里程1km/L。Et本各界正积极合作攻关,研发用于汽车的低成本碳纤维材料。成本与钢铁汽车相当的“碳纤维汽车”有望在2015年前后实现商品化。据介绍,新型的汽车用碳纤维复合材料质量是现用钢铁材料的25%,但强度是钢材的10倍,以其制造的汽车可以节约燃油30%。目前的汽车中,钢铁材料约占车体质量的3/4;而“碳纤维汽车”中新材料几乎可以完全替代钢铁材料,相比目前的汽车,“碳纤维汽车”质量最多将减少40%。据介绍,阻碍“碳纤维汽车”商品化的关键因素是制造成本,2008年汽车用钢材的价格约为100多日元/kg、铝合金材料约为300~400日元/kg,而汽车用碳纤维复合材料的成本目前高达数千日元/kg。为了尽快降低新材料的成本,目前参加合作研发的有著名材料商东丽公司、汽车巨头日产及本田公司,还有东京大学等高校研究机构,他们的目标是在2015年前后使这一材料技术达到商品化阶段。

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