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面對汽車行業日益嚴峻的節能減排發展要求，汽車輕量化已成為汽車發展的必由之路。為了減輕重量，我們必須從改善汽車的材料著手，開發更好、更輕的汽車材料，這將降低能源消耗，進而減少排放污染。汽車材料的發展是汽車技術發展的一個重要方面，新材料和新工藝對汽車工業的發展起著至關重要的作用。

從單一材料的角度來看，近年來出現的一些新型復合材料對此功不可沒。今天，就讓我們跟隨化學塑料俱樂部來盤點一下這些與汽車親密接觸的復合材料吧。

1.碳纖維復合材料

碳纖維是一種以碳元素為主的特種纖維，其含碳量因種類不同而異，一般在90%以上。碳纖維具有一般碳材料的特性，如耐高溫、耐磨、導電、導熱、耐腐蝕等。碳纖維/環氧樹脂復合材料比重小、剛性好、強度高，是一種先進的航空航天材料。現在F1(世界一級方程式錦標賽)賽車的大部分結構都是碳纖維的。頂級跑車的賣點之一是在車身各處使用碳纖維，以提高空氣動力學性能和結構強度。

碳纖維復合材料的材料性能和發展趨勢符合汽車產業輕量化的發展需求，特別是隨著新能源汽車的發展，碳纖維復合材料在汽車上的應用將會越來越多。

鑒于碳纖維復合材料的優異性能，國外已逐步將其應用于汽車內外裝飾、底盤和電器部件。碳纖維復合材料和熱塑性復合材料在汽車工業中的應用可能會取代傳統的金屬零件。

碳纖維復合材料的應用也面臨許多問題:

以及成本和效率的匹配。

碳纖維復合材料汽車零部件缺乏大批量生產，生產效率高。

有必要研究能生長出各種形狀和性能的汽車零部件的工藝方法。

缺乏碳纖維增強復合材料的快速大批量連接技術。

碳纖維增強復合材料汽車部件的回收利用。

碳纖維增強復合材料汽車零部件的設計數據、試驗方法、分析工具和碰撞模型都不完善。

碳纖維在汽車上的應用可以實現汽車的輕量化，同時滿足足夠的汽車剛性要求，既能滿足全球節能減排的需求，又能滿足大眾滿足公關的節油問題。而碳纖維材料成本太高，小部件價格維持在幾萬元，不降低成本碳纖維材料很難成為主流材料。

二、玻璃纖維增強復合材料

汽車用玻璃纖維增強復合材料包括玻璃纖維增強熱塑性材料、玻璃纖維氈增強熱塑性材料(GMT)、片狀模塑料(SMC)、樹脂傳遞模塑材料(RTM)和手糊FRP制品。

為了提高塑料材料的性能，高分子樹脂填料的研究取得了迅速的進展。由于增強材料和填充材料的多樣性，以玻璃纖維為增強材料的材料稱為玻璃鋼。由于玻璃纖維的加入大大提高了塑料的物理機械性能，一般塑料經過增強后，也可用作工程材料。對于一些工程塑料，通過增強，拓展了作為結構材料的應用領域的深度和廣度。

玻璃纖維氈增強熱塑性復合材料(GMT)是目前世界上非常活躍的復合材料發展品種。它是一種以熱塑性樹脂為基體，玻璃纖維氈為增強骨架的新型節能輕質復合材料。一般可以生產板材半成品，然后直接加工成所需形狀的產品。纖維可以是短切玻璃纖維或連續玻璃纖維氈，熱塑性樹脂可以是通用塑料、工程塑料或高性能塑料。

SMC的應用現狀、發展趨勢及對材料工業的要求SMC是一種重要的增強熱固性塑料，因其性能優異、可批量生產、表面A級等優點，在汽車上得到廣泛應用。

長玻璃纖維增強PP和LGFPP具有密度低、比強度高、比模量高、抗沖擊性強、尺寸穩定、低翹曲等顯著特點。與鋼、鋁等金屬材料和熱固性復合材料相比，LGFPP可以為設計師提供更大的設計靈活性，可以成型形狀復雜的汽車零件，減少產品使用的零件數量，節省模具成本。

第三，長纖維增強熱塑性復合材料

長纖維增強熱塑性復合材料(LFT)是纖維增強聚合物領域的一種新型先進輕質材料。以熱塑性樹脂為基體，以長纖維(主要是玻璃纖維和碳纖維，10-25mm)為纖維增強材料的熱塑性過河材料具有重量輕、強度高、耐沖擊熱性能強、耐腐蝕、成型加工性能優異、環保、性價比高、密度低等優點，在汽車輕量化應用中顯示出良好的前景。

LFT的力學性能與增強纖維的長度密切相關。與同類短纖維(纖維長度小于1mm)增強注射成型熱塑性復合材料相比，LFT材料在強度、抗沖擊性能、能量吸收率等方面都有很大提高。這些特點也為LFT在要求更高的汽車內外結構件和半結構件中的應用創造了條件，成為汽車行業青睞的主要原因之一。

用于汽車的LFT的增強纖維通常是玻璃纖維。理論上這種玻璃纖維在產品中的比例可以達到10% ~ 80%(指質量比)，但實際上常用玻璃纖維的比例通常為20% ~ 40%。玻璃纖維作為一種增強材料，通常用于制造增強塑料或橡膠，其自身的特性使其更廣泛地應用于前模塊、塑料油箱、車底護板、備胎箱、全景天窗、發動機下板等諸多零部件。

四。天然纖維復合材料

常見的天然纖維有木纖維、麻纖維、棉纖維、竹纖維等。，而木纖維和麻纖維是目前廣泛使用的兩種纖維，在輕量化方面有很好的表現。

除了環境影響，復合材料的成本也是一個重要因素。玻璃纖維和碳纖維本身的生產成本就比較高，油價的波動也意味著與之相關的復合材料整體價格不穩定。并且對成本和環境的關注驅使該行業開發一種新材料，其在與當前復合材料機械系統類似的性能的前提下具有更低的成本和更環保的工藝。這種新材料是天然纖維增強聚合物，而纖維或聚合物原料或兩者都來自可再生資源。目前，正在積極開發新型復合材料的研究人員正在對天然纖維增強聚合物進行評估。

與傳統的石油基塑料、玻璃和碳纖維相比，這種復合材料具有生物材料成本低、原料可再生、密度比傳統的玻璃纖維或碳纖維增強塑料低的明顯優勢。然而，為了取代目前使用的部分或全部纖維增強塑料，必須確保生物基復合材料具有合理的力學性能。

天然纖維增強的石油基塑料已經用于汽車領域來生產各種內部和非結構部件，包括杯架、門板和行李箱邊緣。目前的汽車部件，如保險杠，都是采用玻璃纖維復合材料，可以用混合的天然和玻璃纖維復合材料代替，后者性能相近甚至更好。以大眾XL1（查成交價|參配|優惠政策）為例，它的內飾部分，包括通風管道，全部使用木質纖維。與大眾Polo（查成交價|參配|優惠政策）相比，使用木纖維后，重量從184 kg變為80 kg，減重約57%。除了大眾XL1，寶馬、奧迪、奔馳等很多車型也在門板、飾板、座椅靠背、儀表盤、ABC柱、行李箱蓋等部件上使用這種材料。一般來說，大多數天然纖維增強復合材料的力學性能略遜于傳統材料，但使用混雜纖維將減少對玻璃纖維和碳纖維的依賴，大大降低成本和環境影響。

不同復合材料的性能、強度、成本相對不同。根據不同汽車零部件的要求選擇最合適的復合材料是汽車生產的方向，技術人員也在研發更多更好的新型復合材料應用于未來汽車，以達到安全、環保、節能、經濟的目的。