幾十年前,就有專家曾預言碳纖維將會取代金屬用來制造汽車結構件。現在這個預言已成為事實。碳纖維復合材料,憑借其質量小、強度高、剛性高,良好的耐腐蝕性的特點吸引了眾多豪華轎車廠商的垂青,碳纖維復合材料幾乎成為各廠家出奇制勝的法寶。
由于碳纖維增強聚合物基復合材料有足夠的強度和剛度,其適于制造汽車車身、底盤等主要結構件的最輕材料。預計碳纖維復合材料的應用可使汽車車身、底盤減輕重量40%~60%,相當于鋼結構重量的1/3~1/6。
英國材料系統實驗室曾對碳纖維復合材料減重效果進行研究,結果表明碳纖維增強聚合物材料車身重172kg,而鋼制車身重量為368kg,減重約50%。但由于碳纖維制造成本過高,碳纖維增強復合材料在汽車中的應用有限,僅在一些F1賽車、超級跑車、小批量車型上有所應用,如柯尼塞格,雷克薩斯LFA,日本的改裝廠,目前標配碳纖維車頂的寶馬M3也正式在國內發布,同期發布的碳纖維限量版M3更是在車頂的基礎上,加裝了碳纖維材質的前擾流板、尾翼、內飾細節等部件。
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碳纖維還因為其環保、耐磨的特點而應用在剎車片上,但含有碳纖維復合材料的產品格外貴,所以目前這種剎車片還主要應用在高檔轎車上。
碳纖維制動盤被廣泛用于競賽用汽車上,例如F1賽車上。它能夠在50m的距離內將汽車的速度從300km/h降低到50km/h,此時制動盤的溫度會升高到900℃以上,制動盤會因為吸收大量的熱能而變紅。碳纖維制動盤能夠承受2500℃的高溫,而且具有非常優秀的制動穩定性。
雖然碳纖維制動盤具有性能卓越的減速性能,但是目前在量產的汽車上使用碳纖維制動盤卻并不實際。
因為碳纖維制動盤的性能在溫度達到800℃以上時才能夠達到最好。也就是說,必須在行駛了數公里之后,汽車的制動裝置才能進入最佳工作狀態,這對于大多數只是短途行駛的車輛并不適用。另外,碳纖維制動盤的磨損速度很快,制造成本也非常高。
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碳纖維汽車座椅加熱墊是碳纖維加入應用于汽車工業的一個突破,碳纖維加熱元技術在汽車配套時常變得越來越受歡迎,它將會完全代替傳統的座椅加入系統。目前幾乎全球所有汽車制造廠商的高檔、豪華型轎車都配備了這種座椅加熱裝置,比如奔馳、寶馬、奧迪、大眾、本田、日產等等。
碳纖維熱載荷碳纖維是一種比較高效能的導熱材料,熱效率高達96%,并在加熱墊中均勻密布,保證熱量在座椅加熱區域均勻釋放,碳纖維線及溫度分布均勻,又確保了加熱墊長期使用保持座椅表面皮革平整完好。不產生紋路痕跡、不產生局部變色。溫度超出設定區間則自動斷電,不能滿足溫度要求時自動通電調節溫度。
碳纖維有適宜人體吸收的紅外線波長,具有促進健康的保健作用,可以充分減少駕乘疲勞,增加舒適度。□韓美