碳纖維復(fù)合材料在飛機(jī)、汽車上已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，在高速軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用也正逐步從車體內(nèi)部裝飾、車內(nèi)設(shè)備等非結(jié)構(gòu)零件材料向車體等主要承載構(gòu)件延伸、擴(kuò)展。列車速度的提高，要求機(jī)車牽引功率提高和列車自重減輕。就輕量化而言，不銹鋼優(yōu)于耐候鋼，鋁合金又優(yōu)于不銹鋼，而復(fù)合材料則是最佳選擇。碳纖維復(fù)合材料替代鋼鐵材料將全面提升制造業(yè)水平。

 

       在武器裝備結(jié)構(gòu)輕量化中的應(yīng)用：高性能碳纖維復(fù)合材料已經(jīng)開(kāi)始在武器裝備主結(jié)構(gòu)件上應(yīng)用。隨著先進(jìn)復(fù)合材料制備技術(shù)水平的不斷提高，碳纖維復(fù)合材料整體艙段、全碳纖維復(fù)合材料整體連接、碳纖維復(fù)合材料大型空間伸展結(jié)構(gòu)等主結(jié)構(gòu)件和復(fù)合材料推力室的研制取得重要進(jìn)展，支撐了若干重點(diǎn)裝備的研制。

 

       在飛機(jī)結(jié)構(gòu)輕量化中的應(yīng)用：軍機(jī)如F35中機(jī)翼蒙皮幾乎全用碳纖維復(fù)合材料，F(xiàn)22 中復(fù)合材料用量達(dá)40%。民機(jī)如A380的壓力艙端蓋、中央翼盒等承力件都用上了復(fù)合材料，用量超過(guò)20% ; B787中復(fù)合材料用量已達(dá)結(jié)構(gòu)用材的 50% 。據(jù)統(tǒng)計(jì)，主要由航空燃油燃燒造成的 CO2排放占人類活動(dòng)造成的 CO2總排放的2%。20年來(lái)，民機(jī)結(jié)構(gòu)輕量化已使每 100 位乘客每公里燃油耗量由8升降低到5升甚至 3 升，隨著復(fù)合材料越來(lái)越多被采用，油耗量將更低。僅此可見(jiàn)碳纖維復(fù)合材料對(duì)于低碳經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)。

 

       在軌道交通結(jié)構(gòu)輕量化中的應(yīng)用：復(fù)合材料地在鐵車輛上的應(yīng)用有: 列車頭罩、第三軌保護(hù)罩、導(dǎo)電軌支架、電纜線橋架、逃生平臺(tái)、無(wú)砟軌道充填式復(fù)合材料墊板、鐵軌連接用魚(yú)尾板、鐵路信號(hào)燈、FRP 隔音屏障等。復(fù)合材料在鐵路客車上的應(yīng)用有: 車頂頂板，側(cè)墻板、端板，地板，間壁，整體衛(wèi)生間等。復(fù)合材料在高速火車上的應(yīng)用有: 車頭鼻端、車頭導(dǎo)流罩、司機(jī)臺(tái)儀表框、車門窗框、車頂罩、蓄電池箱。車廂內(nèi)飾件、車體、車頭前端、轉(zhuǎn)向架、車輪、車軸、軌枕等。國(guó)內(nèi)目前主要有株洲電力機(jī)車廣緣科技有限責(zé)任公司( 與國(guó)防科技大學(xué)合作)等為數(shù)不多的企業(yè)生產(chǎn)軌道交通用復(fù)合材料產(chǎn)品，制品已用于多型國(guó)產(chǎn)高速列車和城軌、地鐵車體。

 

       在汽車結(jié)構(gòu)輕量化中的應(yīng)用：由于碳纖維制造成本過(guò)高，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在汽車中的應(yīng)用有限，最初僅在一些F1 賽車、超級(jí)跑車、小批量車型上有所應(yīng)用，如蘭博基尼、柯尼塞格、雷克薩斯LFA、 GT-R、保時(shí)捷911 GT3 承載式車身等。隨著碳纖維制造成本的下降、復(fù)合材料制造工藝的成熟，各大主機(jī)廠紛紛進(jìn)行碳纖維零部件的開(kāi)發(fā)，如今被廣泛地應(yīng)用于高價(jià)值民用轎車上。寶馬與德國(guó)SGL、日本三菱麗陽(yáng)成立合資公司，計(jì)劃13 年量產(chǎn)i3 采用碳纖維車身，并與波音公司聯(lián)合研究碳纖維循環(huán)利用技術(shù);通用公司與日本帝人合作開(kāi)發(fā)熱塑性碳纖維復(fù)合材料零部件60s 內(nèi)熱沖壓成型技術(shù)， 2015 年以后上市的面向普通客戶的主力車型;奔馳與日本東麗成立合資公司，開(kāi)發(fā)短循環(huán)樹(shù)脂遷移模塑(RTM) 技術(shù)，于2012年起為戴姆勒公司轎車提供大批量生產(chǎn)的CFRP 部件;福特與陶氏化學(xué)合作，2015 年開(kāi)始在福特斯新車上采用碳纖維零部件，2020年起大面積使用，福特表示碳纖最大將能夠減輕340kg 車重。此外，大眾、豐田、日產(chǎn)等也在進(jìn)行碳纖維零部件的開(kāi)發(fā)。

 

       山東英特力新材料有限公司，聯(lián)合山東大學(xué)，開(kāi)展高性能功能化軍用及民用T800S碳纖維復(fù)合材料裝備輕量化結(jié)構(gòu)的前瞻性研究和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。包含干噴濕紡T800S級(jí)高性能碳纖維關(guān)鍵制備技術(shù)及其結(jié)構(gòu)性能研究;應(yīng)用于軍用方艙、汽車標(biāo)準(zhǔn)件、箱載體等L-RTM及模壓一體化成型的碳纖維專用韌性高性能環(huán)氧樹(shù)脂基體開(kāi)發(fā);碳纖維復(fù)合材料制品模壓成型及其有限元分析;采用高模量碳纖維材料結(jié)合優(yōu)化環(huán)氧樹(shù)脂基體并基于L-RTM及模壓技術(shù)對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

 

       山東英特力新材料有限公司是集研發(fā)、生產(chǎn)和銷售高性能碳纖維復(fù)合材料制品為一體的高新技術(shù)民營(yíng)企業(yè)，擁有輕量化結(jié)構(gòu)制品相關(guān)發(fā)明及實(shí)用新型專利15項(xiàng)，負(fù)責(zé)特種樹(shù)脂基體開(kāi)發(fā)及高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料制備及在軍工結(jié)構(gòu)制品中的性能測(cè)試及實(shí)際運(yùn)用;山東大學(xué)擁有高性能碳纖維制備及應(yīng)用的3項(xiàng)核心發(fā)明專利，負(fù)責(zé)高強(qiáng)度高模量T800S碳纖維的研究及生產(chǎn)。項(xiàng)目經(jīng)前期合作，已建成碳纖維復(fù)合材料系列方艙生產(chǎn)線二條，碳纖維復(fù)合材料系列方艙附件生產(chǎn)線一條，已研制成功的系列特種方艙，具備重量輕、比強(qiáng)度高、比剛度高、水密閉及光密閉性好、耐腐蝕、耐鹽霧、可擴(kuò)展防彈功能、性價(jià)比高等特點(diǎn)，較傳統(tǒng)方艙重量減輕50%-70%，在指揮通信車系列產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，解決了指揮通信車超重、越野性能差及在沿海地區(qū)使用壽命短的問(wèn)題，目前已大量裝備部隊(duì)使用。項(xiàng)目將逐步推進(jìn)軍民融合產(chǎn)業(yè)發(fā)展，軍用裝備結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，開(kāi)發(fā)系列民用汽車標(biāo)準(zhǔn)件，箱組載體等民用裝備結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。項(xiàng)目完成后新增碳纖維復(fù)合材料系列方艙生產(chǎn)線三條，碳纖維復(fù)合材料系列方艙附件生產(chǎn)線兩條，碳纖維復(fù)合材料汽車附件產(chǎn)品生產(chǎn)線一條及箱組載體生產(chǎn)線一條。