復(fù)合資料是由2種或2種以上不異性質(zhì)的資料，經(jīng)過物理或化學的辦法組分解的一種具有新功能的資料。由于其優(yōu)異的力學功能、高比強度和比模量、可設(shè)計性等特點，復(fù)合資料在航空航天范疇曾經(jīng)失掉了普遍使用。近年來，化工程度的不時進步，復(fù)合資料中纖維以及樹脂等原資料的價錢下降，工藝程度不時進步、批量化消費才能的提升，也爲復(fù)合資料在交通范疇的使用提供了良好的契機。

目前，關(guān)于環(huán)境成績的注重以及關(guān)于節(jié)能減排的迫切需求使得各國在汽車以及軌道交通范疇關(guān)于復(fù)合資料的使用加大了研發(fā)的投入，各大企業(yè)也在復(fù)合資料使用方面不時推進技術(shù)創(chuàng)新以及拓展復(fù)合資料使用范圍以進步本身競爭力。

一、不銹鋼復(fù)合材料在汽車范疇的使用劣勢

不銹鋼復(fù)合材料作爲一種新型資料，以其共同的劣勢已普遍使用于航空航天范疇，關(guān)于目前競爭日益劇烈以及關(guān)于輕量化要求不時進步的汽車范疇，復(fù)合資料也在以下幾個方面凸顯了其在這一范疇的使用劣勢。

1.具有優(yōu)異的力學功能、各向異性非均質(zhì)

復(fù)合資料的特點是比強度與比模量高。比強度、比模量辨別是指資料的強度和模量與密度之比，當比強度越高時，同一強度下零件的自重就越??；當比模量越高時，零件的剛性就越大。因而這2種功能的進步，對需求很高力學功能且高速運轉(zhuǎn)的構(gòu)造件，和需加重自重與加強承載才能的運輸工具具有重要意義。復(fù)合資料不同于傳統(tǒng)資料，其具有各向異性的特點，例如纖維加強復(fù)合資料，其沿纖維方向的比強度比模量分明優(yōu)于垂直于纖維方向，因而在其力學功能上其具有各向異性。

2.功能具有可設(shè)計性，可完成全體化設(shè)計與成型

復(fù)合資料的構(gòu)造和對應(yīng)的功能均具有可設(shè)計性，不同于傳統(tǒng)非復(fù)合資料的功能曾經(jīng)確定，復(fù)合資料的功能可經(jīng)過相應(yīng)設(shè)計來完成。其中基體資料與加強資料的選擇、纖維方向的選擇、鋪層的設(shè)計都可以影響復(fù)合資料的全體功能，并可依據(jù)組成復(fù)合資料的基體資料以及加強資料的參數(shù)關(guān)于復(fù)合資料的功能停止計算。相比于傳統(tǒng)資料制造的零件經(jīng)過鉚接、焊接等方式停止銜接，復(fù)合資料可經(jīng)過合理的設(shè)計以及適當?shù)墓に囃瓿扇w成型，可提升零件全體的功能、降低本錢、加重全體質(zhì)量。

3.抗疲勞、減震降噪、耐腐蝕

復(fù)合資料除了具有良好的力學功能外，也具有抗疲勞、耐腐蝕、減震等優(yōu)異特性。以普遍使用的纖維加強復(fù)合資料爲例，由于其纖維與基體間存在界面，外加載荷由基體傳至加強纖維承當。而且界面可以無效地阻止疲勞裂紋的擴展，對大多金屬資料而言，其疲勞強度極限是拉伸強度的30％～50％，相應(yīng)的復(fù)合資料則可到達60％～80％。復(fù)合資料可以經(jīng)過復(fù)合資料的界面以及夾層構(gòu)造吸能，可以無效進步其減震降噪的效果，因而也在空中交通的使用中有較大的劣勢。此外，復(fù)合資料化學波動性很強，如運用纖維加強酚醛樹脂，所得資料可以在含氯離子的酸性介質(zhì)中臨時運用；采用玻璃纖維加強的塑料，可用于制造出耐強酸、鹽和某些溶劑腐蝕的泵、閥、容器和管道等設(shè)備；運用耐堿纖維與塑料復(fù)合而成的資料，還可以在強堿性環(huán)境中運用。

4.構(gòu)造功用一體化

熱塑性塑料耐磨功能并不出色，但在其中參加大批的短切碳纖維分解復(fù)合資料后，其耐磨功能可添加幾倍。例如采用碳纖維加強后的聚丙烯（PP）復(fù)合資料，其耐磨性爲自身的2.5倍，對應(yīng)的聚四氟乙烯爲自身的3倍，而聚氯乙烯則到達自身的3.8倍。中選用適當塑料與鋼板復(fù)合時，能失掉功能極佳、可用于制造耐磨物件的資料。例如用聚四氟乙烯或聚甲醛爲表層、多孔青銅和鋼板爲里層制成的3層復(fù)合資料，是可制成滑動軸承的良好資料。

所以從降低模具加工本錢，加重制件自身質(zhì)量以及添加設(shè)計自在度和零件集成水平方面思索，復(fù)合資料的使用都成爲各國以及各大企業(yè)對技術(shù)改造和改善的重要方向

二、復(fù)合資料在汽車范疇的使用現(xiàn)狀

汽車范疇不斷追求不時降低油耗和能量耗費，其輕量化已成爲趨向，而復(fù)合資料由于其比強度、比模量高的特點，在汽車輕量化進程中有很大的使用前景；反之汽車輕量化的迫切需求，也推進著相關(guān)復(fù)合資料技術(shù)的開展。

復(fù)合資料在汽車上的使用曾經(jīng)擁有較長的歷史，從1952年，通用汽車公司推出的一款采用玻璃纖維制造的“Corvette”跑車至今曾經(jīng)過來了六十余年。在這些年的開展中，復(fù)合資料的使用范圍被不時推行，其已被普遍使用于發(fā)起機蓋、前后保險杠、內(nèi)飾及板彈簧等部件的設(shè)計與制造。

1.加強塑料及玻璃纖維復(fù)合資料（GFRP）的使用

復(fù)合資料使用于汽車上的功用構(gòu)件及內(nèi)飾資料較爲成熟，各廠家不時優(yōu)化資料的工藝性并且進步資料的美感。例如運用加強PP制造發(fā)起機冷卻風扇葉片和正時齒帶上下罩蓋等制品。

荷蘭利安德巴塞爾公司（LyondellBasell）曾推出的新型Softell配混物，具有柔軟的觸感，既可作爲汽車內(nèi)飾資料，亦可添加美感，德國歐寶公司（Opel）曾經(jīng)將其用于新車型Astra的儀表板以及車門面板的消費。

在梅塞德斯奔馳C級轎車上，運用Mahle過濾零碎公司提供的復(fù)合資料流體過濾組件，該組件采用朗盛公司的35%玻纖加強的Durethan AKV PA 66制成，相對于傳統(tǒng)資料加重了38%的質(zhì)量。

寶馬公司7系車型，經(jīng)過擠出模壓成型技術(shù)，運用供給商Faist提供的Stamax P30YK430資料，來制造引擎降噪板和底部護板。其綜分解本比GMT更低，而且對汽車底部的維護較好。

克萊斯勒集團無限責任公司Jeep汽車運用了并行片狀模塑料（SMC）遮陽板，其在減重的根底上也可以添加客戶的運用體驗，3片SMC的遮陽硬頂可以便于用戶的挪動。

2.碳纖維復(fù)合資料（CFRP）的使用

經(jīng)過多年開展玻璃纖維復(fù)合資料在汽車上的使用曾經(jīng)非常成熟，包括SMC、長纖維加強熱塑性資料（LFT）以及玻纖熱塑料（GMT）等成型工藝都失掉不時的改良，可以停止批量化消費。但玻璃纖維也存在強度和剛度缺乏的缺陷，這就限制了其次要用于非承力構(gòu)件。而碳纖維復(fù)合資料，作爲先進復(fù)合資料，以其優(yōu)異的力學功能已普遍使用于航空航天等軍工商品范疇，其可以與汽車所用的鋼構(gòu)造媲美。并在輕量化方面及能量吸收方面更勝一籌。近年來隨著碳纖維價錢的下降，碳纖維復(fù)合資料在汽車上的使用范圍也不時拓寬。其可作爲受力骨架、底盤、車頂、車門、保險杠、輪轂、傳動軸、板簧等，其車種也有高檔跑車到普通轎車、客車和火車等。并且碳纖維復(fù)合資料的使用也成爲車輛高質(zhì)量的意味。

2003年克萊斯勒集團無限責任公司推出的Dodge Viper型跑車，采用碳纖維復(fù)合資料來制造擋板支架零碎，這也是此項技術(shù)在大型底盤和車身內(nèi)部部件的初次使用。新款奔馳SLR的車身殼體、車門和發(fā)起機罩都采用了碳纖維復(fù)合資料。特拉斯開發(fā)的具有電動汽車Roadster的雙座跑車也異樣擁有碳纖維車身。寶馬公司M系列車頂采用碳纖維復(fù)合資料，其運用了Hexcel的多軸加強資料。寶馬公司也宣布與SGL集團成立一家合資公司，開發(fā)作產(chǎn)碳纖維資料。

碳纖維復(fù)合資料不只可以使用于車身，發(fā)起機罩蓋也可以采用碳纖維復(fù)合資料停止制造，其不只質(zhì)量輕也便于消費，綜分解本低。通用汽車Cheverolet Corvette Z06 留念版轎車發(fā)起機罩蓋采用碳纖維復(fù)合資料，質(zhì)量僅爲9.3kg。此發(fā)起機罩外板采用碳纖維/環(huán)氧復(fù)合資料制備，內(nèi)板爲SMC和低密度玻纖共混而成。

法國SP公司經(jīng)過樹脂膜浸漬技術(shù)運用碳纖維加強資料和樹脂薄膜制備發(fā)起機罩蓋，其可不運用高本錢的熱壓罐成型，完成高溫固化，也可堅持高質(zhì)量無空隙外表光亮度。

近年來汽車行業(yè)飛速開展，關(guān)于碳纖維復(fù)合資料的研發(fā)上也投入較大的研發(fā)力度，并采取與具有技術(shù)根底雄厚的復(fù)合資料公司停止協(xié)作，中航復(fù)合資料無限責任公司與中國汽車集團公司、長安汽車股份無限公司、比亞迪股份無限公司等公司在汽車引擎蓋、傳動軸、輪轂、板簧、全體車身等項目上都具有嚴密協(xié)作。

目前也有許多全復(fù)合資料轎車問世，以其優(yōu)異的功能和創(chuàng)新的理念吸引各方關(guān)注。意大利研制的“K200 ROAD”全座復(fù)合資料轎車，該車采用熱壓罐成型，運用全體成型辦法。荷蘭曾試制全復(fù)合資料電動巴士，長15m、寬2.5m、高1.5m，采用環(huán)氧樹脂，運用真空灌注的辦法成型。其不只具有阻尼性且其復(fù)合資料傳動軸板簧相比于鋼制資料可減重50%～60%。中航復(fù)合資料無限責任公司采用國產(chǎn)碳纖維完成了全復(fù)合資料電動客車車身，車身全長12m，整車質(zhì)量爲8.5t。

3.新方式及環(huán)保型復(fù)合資料的使用

相比于傳統(tǒng)資料，復(fù)合資料在汽車范疇有其獨有的特點，如高比強度比模量、可設(shè)計性等特點。針對可設(shè)計性的特點，可將其與其他資料相結(jié)合使其不只在力學功能方面表現(xiàn)優(yōu)異也使其具有特定的功用性。所以，將復(fù)合資料以新的方式停止開發(fā)和應(yīng)用，突出其構(gòu)造功用一體化也成爲了一個重要方向。復(fù)合資料雖然具有諸多優(yōu)點，但其回收成績不斷是限制復(fù)合資料在汽車上使用的難點。近年來關(guān)于環(huán)境的注重，關(guān)于節(jié)能減排要求的不時提升，爲復(fù)合資料在汽車輕量化方向上提供了開展契機，也異樣爲復(fù)合資料的回收提出了更高的要求。傳統(tǒng)的玻璃纖維與碳纖維復(fù)合資料特別是熱固性資料難停止回收而且難降解，因而給環(huán)境帶來困擾。

起亞汽車（Kia Motor）美國公司的拔出式混合動力4座小轎車Ray采用少量復(fù)合資料，這款概念車采用了輕質(zhì)回收資料，太陽能電池嵌在玻璃車頂上。法國國度迷信研討中心正在研討大麻和聚氨酯，希冀嘗試以其爲原料來制造復(fù)合資料，此種資料將會具有價錢更廉價、質(zhì)量更輕、韌度更強，而且具有可生物降解的特點。

英國倫敦皇家學院及其協(xié)作者曾研收回一種碳纖維復(fù)合資料并請求了zhuanli，此資料可用于存儲和釋放電能，不只耐用、質(zhì)量輕且力學功能出色，可用于構(gòu)造件和車身面板的制造。運用該資料制成的汽車，其自身就可以看作一個電池，由于其充放電進程不包括化學反響，因而電池功能不會隨工夫而衰減。

三、復(fù)合資料在汽車范疇使用需求

1.樹立復(fù)合資料的設(shè)計理念

復(fù)合資料的設(shè)計不同于傳統(tǒng)資料，其設(shè)計、資料、工藝是3大要點，但其并非獨立，三者之間存在著親密的聯(lián)絡(luò)。目前復(fù)合資料次要用于替代金屬資料停止運用，所以在設(shè)計方面也會存在“替代資料”的設(shè)計思想。而真正要完成復(fù)合資料的劣勢，就需求在設(shè)計理念上停止創(chuàng)新，針對復(fù)合資料本身特點，結(jié)合資料及工藝性停止設(shè)計。

2.低本錢資料

目前復(fù)合資料特別是先進復(fù)合資料次要的使用范圍爲航空航天范疇，所運用的加強資料和基體資料，特別是碳纖維復(fù)合資料中的高功能碳纖維以及熱固性樹脂，其相比于常用資料價錢較高。而目前汽車范疇的使用就需求針對使用范圍開發(fā)新型的資料體系，降低原資料本錢也成爲次要的需求方向。針對汽車運用的原資料，應(yīng)注重研發(fā)其適用的低本錢纖維資料，以及高溫固化樹脂以及疾速固化樹脂體系。另外基于環(huán)保方面的要求，自然纖維以及混雜纖維的資料體系也將是開展的次要需求。

3.低本錢工藝

復(fù)合資料的本錢不只僅在于資料，很大一局部更在于工藝，因此低本錢制造技術(shù)的開發(fā)成爲復(fù)合資料能否普遍使用的關(guān)鍵。目前復(fù)合資料的成型辦法包括模壓成型、熱壓罐成型、樹脂傳遞模塑成型、真空灌注成型等多種辦法。航空航天構(gòu)造件次要采用熱壓罐成型的辦法，此種辦法采用預(yù)浸料停止鋪貼、然后使資料在低溫高壓下成型，制件的外表形態(tài)和全體功能優(yōu)異，但本錢較高。而低本錢疾速成型的技術(shù)中，樹脂傳遞模塑成型技術(shù)占有較爲重要的位置，其下包括有真空輔佐模塑傳遞技術(shù)，高壓樹脂傳遞模塑成型等。這類工藝的成產(chǎn)節(jié)拍較快并且不需熱壓罐等設(shè)備，所以可以在一定水平上降低本錢。因而如何完成低本錢的工藝也是今后復(fù)合資料在汽車范疇開展的一個重要需求。

4.全體化處理方案

復(fù)合資料的一個重要的劣勢就是其可完成全體成型，經(jīng)過全體成型的完成可以無效的增加零件的數(shù)量。目前可采用共固化共膠接等辦法來完成全體化方案。經(jīng)過全體化方案的施行可完成復(fù)合資料在輕量化方向的劣勢以及增加人工和工夫本錢。全體化方案的制定需求從設(shè)計、資料、工藝等多方面思索，其存在著較大難度，也是復(fù)合資料使用的一個需求。