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碳纤维将引领汽车行业材料革命

导读: 据了解,车用碳纤维复合材料可用作汽车传动轴、板簧、构架和刹车片等制件,能在减轻汽车重量的同时达到节能省源的效果。下面一组研究数据足以说明碳纤维应用在汽车行业的优越性。

  受益于传统汽车行业变革以及新能源汽车的快速发展,处于产业链上游的碳纤维市场正迎来发展春天。

  碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。凭借着轻质、高强、耐高温、抗腐蚀等特点,碳纤维被用于航空、导弹等国防军工领域,同时又在风力发电、汽车零部件、压缩气瓶等民用领域应用广泛。

  近几年,碳纤维在汽车行业的应用引发行业广泛关注。“如果说福特创建流水线生产是汽车行业的第一次革命,那么碳纤维+新能源可能是第二次汽车革命。”曾有市场人士发出如此感慨。

  据了解,车用碳纤维复合材料可用作汽车传动轴、板簧、构架和刹车片等制件,能在减轻汽车重量的同时达到节能省源的效果。下面一组研究数据足以说明碳纤维应用在汽车行业的优越性,相关研究数据显示,目前钢铁材料约占车体重量的3/4,如果汽车的钢材部件全部由碳纤维复合材料置换,车体重量可减轻300kg,燃油效率提高36%,二氧化碳排放量可削减17%。

  汽车行业格局颠覆者

  自2009年以来,中国连续7年蝉联世界最大的汽车生产国和第一大汽车市场,稳居世界第一汽车大国。汽车制造业的欣欣向荣也给碳纤维材料带来了发展机遇。

  “2001年的时候,宝马和大众几乎同时找到咨询公司来做一个研究,未来20年内什么技术会颠覆现有汽车行业的格局。得出的结论是一致的,就是到2020年碳纤维制品成本会与铝合金持平,从而颠覆现有汽车产业格局。”在由寻材问料、碳纤维资讯主办,新材料在线协办的“2016第二届碳纤维及其复合材料技术与应用研讨会(以下简称“2016碳纤维研讨会”)”上,欧洲汽车轻量化联盟理事、意大利APS公司合伙人宋廷瑞博士表示。

  事实上,优异的性能或是碳纤维材料吸引宝马、大众等汽车巨鳄青睐的重要因素。行业分析人士表示,碳纤维比重不到钢材料的四分之一,同时碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上,是钢材料的七到九倍,并且23000~43000Mpa的抗拉弹性模量也远高于钢材料。

  “对于传统汽车而言,面临着越来越严苛的排放法规,车身轻量化是必然趋势。” 宋廷瑞博士表示。

  对此,意大利康隆公司北京首席代表薛健在2016碳纤维研讨会上也表达了同样的观点。“轻量化是汽车行业很紧迫的要求,汽车行业原来用高强度钢、铝合金、镁合金等,在减重方面,高强度钢相比钢材可以减重5-25%,铝合金相比钢材可以减重40%,多向碳纤维相比铝合金可以减重20%,如果是单向碳纤维相比铝合金可以减重60%。”

  不难发现,具备低密度、轻量化等特点的碳纤维材料已然成为亟需技术变革的汽车制造商们的首选材料。

  采用全碳纤维车身的BMW i3和i8可谓是碳纤维在汽车行业应用中的代表作品。更有行业人士将BMW i3和i8称作是汽车工业的一次革命。作为汽车巨鳄,宝马早在2009年便与全球领先的碳制品厂商SGL集团成立合资公司,专门生产车用碳纤维并向宝马公司供应碳纤维材料。

  实际上,不仅宝马实现了突破,奔驰、奥迪均已在碳纤维车身及部件的产品线展开布局。并且这一趋势已经蔓延到国内,“国内也有很多整车企业在尝试运用碳纤维,比如奥新、北汽、吉利、奇瑞等。”东华大学余木火教授在“2016碳纤维研讨会”上透露。

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