顶级跑车为什么都偏爱碳纤维材料？
发布时间：
2021-06-30 15:10
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如果你是一个真正爱车的人，那你绝对听说过碳纤维。
男人爱车，更痴迷全碳纤维车身的超级跑车，他们就是传说中的碳粉。
各大奢侈汽车品牌时不时祭出碳纤维，引众人顶礼膜拜：Hennessey Venom F5、迈凯伦Speedtail、Koenigsegg Agera RS、雷克萨斯LFA等遥不可及的跑车上，都采用全碳纤维机身，自带运动与性能光环，引人顶礼膜拜，而汽车的内饰装潢、外观质感升级在碳纤维的包装下也能发挥的淋漓尽致。
碳纤维是什么?
碳纤维是由碳元素组成的纤维。标准弹性率碳纤维的碳素含量在90%以上，高弹性率碳纤维就几乎是由100%的碳素组成。碳以外主要的元素是氮。
它由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌，然后碳化及石墨化处理而成。换言之，这是一种完全由人工干预制造而成的无机物材料。
超级跑车为何偏爱碳纤维?
2010年宝马在i3、i8上使用了碳纤维，开启了碳纤维在汽车上的应用。此后碳纤维陆续应用在汽车框架，座椅，机舱盖，传动轴，后视镜等车身上，那么超级跑车为何偏爱碳纤维呢?主要有以下几方面：
1、轻量化：碳纤维最大的优点就是轻，密度一般在1400~2000kg每立方米。其重量比钢轻3/4，比铝轻1/3，是实现汽车轻量化的材料。
一般而言，车重减小10%，油耗降低6%～8%，排放降低5～6%, 0-100km/h加速性提升8-10%，制动距离缩短2～7m，最直接影响的就是节能、加速、制动性能的提升。
2、稳定性：车身轻量化可以使整车的重心下移，提升了汽车操纵稳定性，车辆的运行将更加安全、稳定。
3、安全性：碳纤维还具有较好的能量吸收率，碰撞吸能能力是钢的六到七倍、铝的三到四倍，进一步保证汽车的安全性。
4、可靠性：碳纤维复合材料具有更高的疲劳强度，钢和铝的疲劳强度是抗拉强度的30-50%，而碳纤维复合材料可达70-80%，在减轻车辆重量的同时还能保住强度和安全性，降低了轻量化后带来的安全风险系数。
5、提高寿命：汽车上一些配件要求耐腐蚀，要经过高温，低寒，烟雾的考验，普通金属件不能保证不同环境下的使用寿命。碳纤维不存在腐蚀和生锈问题，就增强了汽车部件的使用寿命。
6、高端奢华：车身和内饰采用碳纤维材料，简洁而富有科技感，立体感强，高透亮度，脱离塑料质感化身高大上，充满跑车独有的运动气息，散发高贵气质。
既然碳纤维在汽车领域的应用有如此多的优势，那么为什么汽车不能推广使用碳纤维材质呢?
这是因为碳纤维价格非常贵的缘故。
碳纤维为什么这么贵?
1、碳纤维的生产成本高
碳纤维的生产是一个十分复杂的系统过程，从原丝的制备到预氧化碳化石墨化，再到上浆封装成品，每一步的制作工艺都有很高的要求，需要高精度的控制，多设备的要求是很高的。初期设备投入和维护成本较大，是造成碳纤维价格较高的原因之一。
尤其是后期碳化石墨化需要很高的温度，生产过程的高耗能也是碳纤维成本高的另一个原因。
2、碳纤维原丝价格高昂
碳纤维是“织”出来的。只不过是各个厂家的添加物、编制方法等方面的不同。造成了碳纤维的各种性能的不同。
“织”出碳纤维的原丝需要高强化、致密化、高纯化的要求，由于制造成本高昂，所以原丝的价格居高不下。
3、技术封锁与市场垄断
作为一种新型材料，碳纤维的制造成本和要求都是非常的高。
碳纤维技术好的是日本和美国，日本是世纪上碳纤维生产较大的国家，日本碳纤维产能占世界一半。由于高端产品的核心技术仍由发达国家像日本、美国所掌握，产能有限，需求大增，造成碳纤维高价。
碳纤维还应用于哪些领域?
1、航空航天领域
希望航空发动机可以制造的足够轻盈，那么如何在条件允许的情况下尽量减小材料的密度是一个很好的方法。
碳纤维由于密度小、强度高、抗疲劳能力强，在航空航天领域的应用非常广泛，比如说碳纤维可以被用来制造火箭的燃料储藏罐，比如说可以用来制造飞机的外壳，等等。尤其是现在先进民用客机制造中，碳纤维的使用比例已经超过了50%。
2、体育休闲
很多车企都制造过奥林匹克专用的雪橇，宝马是其中最为突出的一家。2014年宝马DesignworksUSA公司为美国队出战索契冬奥会设计了碳纤维雪橇。
3、无人机
大疆高端的【悟】系列消费级无人机，就是采用铝合金+碳纤维机身，最高96km/h的飞行速度，支持5.2K无损视频录制，属于土豪购买级别。
4、建筑应用
主要应用于建筑桥梁的补强、艺术型建筑的主体结构、建筑机械、桥梁、抗震防震建筑和管道。
5、船舶领域
目前，船舶领域对碳纤维的需求主要是：竞赛类船舶、超豪华游艇、高速客船及军事用途的船舶。
6、轨道交通应用
轨道交通的减重对于路轨的建设成本，会有大幅度减少。由于轨道交通的轻量化经济效益显著，所以，碳纤维复合材料有巨大的发展空间。
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