一、應(yīng)用于汽車結(jié)構(gòu)件發(fā)揮節(jié)能作用

      輕量化是汽車發(fā)展的重要方面，是汽車節(jié)能的重要手段之一。目前開發(fā)的新能源汽車，如電動(dòng)汽車、氫能汽車、太陽能汽車等，輕量化具有特別重要的意義。設(shè)計(jì)新穎結(jié)構(gòu)，采用輕質(zhì)高強(qiáng)材料，是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化重要途徑。高性能復(fù)合材料的應(yīng)用使汽車“輕量化”上升到一個(gè)新水平。用該材料取代金屬，可將許多零件組合成單個(gè)部件，形成功能化模塊裝配汽車，例如全塑結(jié)構(gòu)的轎車總重1255公斤，而用鋼結(jié)構(gòu)轎車平均重量為1825公斤，二者比每輛車減輕570公斤，將意味可節(jié)約燃料消耗25%左右，節(jié)能效果相當(dāng)顯著。簡言之有以下優(yōu)點(diǎn)：

      1、節(jié)約制造成本。設(shè)計(jì)上可減少一半裝配件、汽車總制造成本下降。
      2、使用壽命長和維護(hù)方便。
      3、明顯節(jié)約能源：一方面汽車自重減輕，減少燃料消耗，另從制造角度出發(fā)也降低了能耗，見表1。

           表1 制造一個(gè)汽車零部件所需能量比較（％）
 

      注：所有金屬制品消耗能量各為100%來比較。

      二、復(fù)合材料在高速列車上的應(yīng)用

      在火車車廂制造領(lǐng)域早已應(yīng)用復(fù)合材料，如雙層玻璃鋼車廂等。隨著火車的提速，特別是出現(xiàn)高速列車后，復(fù)合材料正成為越來越重要的一類材料。列車車體結(jié)構(gòu)的重量在整列車中所占的比例較大。因此，提高列車速度要解決列車輕量化，就必須先考慮車體結(jié)構(gòu)的輕量化。過去人們習(xí)慣把鋁合金作為車體輕量化的首選材料，由于輕量化的要求越來越高，于是人們把目光注意到復(fù)合材料上來。復(fù)合材料除用作內(nèi)部設(shè)備的裝飾材料外，在承重結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用也越來越廣泛，用復(fù)合材料制成的構(gòu)件，重量輕、強(qiáng)度高、剛性大，是一種理想的結(jié)構(gòu)件。主要應(yīng)用有：意大利ETR500高速列車的車頭，法國國營鐵路公司（SNCF）的雙層TGV掛車，德國Dainier Benz 集團(tuán)的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、車軸、車輪；日本新干線的高速列車中，采用復(fù)合材料制作的車窗內(nèi)飾、洗漱間、廁所、小便池、水箱、集便箱、車前頭蓋板、雙層客車兩端頂、兼作空調(diào)風(fēng)道的天花板，以及早已應(yīng)用的軌枕等等。

      三、在風(fēng)能方面的應(yīng)用

       風(fēng)能是綠色、環(huán)保、可再生能源，與生俱來，與天同在，取之不盡，用之不竭。風(fēng)力發(fā)電是新能源中開發(fā)較早、應(yīng)用廣、技術(shù)最成熟的可再生清潔能源。早在1891年在丹麥建立了首個(gè)發(fā)電風(fēng)場(chǎng)。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的成熟，制造成本的不斷下降，發(fā)電成本也逐年下降，加上各國政府的政策扶持，自上世紀(jì)70年代世界石油危機(jī)以來，風(fēng)能資源的開發(fā)利用逐步得到發(fā)展。尤其到90年代，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，風(fēng)力發(fā)電從可再生清潔能源中脫穎而出，成為最具有工業(yè)開發(fā)價(jià)值的一種新能源，世界風(fēng)電正以迅猛的速度發(fā)展。1994～2000年，全世界風(fēng)電裝機(jī)容量年平均增長率為31%。2001年全球風(fēng)電增長38%。2005年，全世界風(fēng)電的總裝機(jī)容量為59322MW，中國1260MW，排名世界第八、亞洲第二，落后于印度。2006年《中華人民共和國可再生能源法》開始執(zhí)行，鳳電產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，新增裝機(jī)容量1337MW，比過去20年的累計(jì)數(shù)量還多。2006年，中國除臺(tái)灣外累計(jì)風(fēng)電機(jī)組3311臺(tái)，裝機(jī)容量2599MW，年增長率達(dá)105%，由世界第八位躍進(jìn)到第六位。據(jù)國家發(fā)改委的計(jì)劃安排，我國的裝機(jī)容量2010年達(dá)5000MW，2015年達(dá)15000MW，2020年達(dá)30000MW。擬占當(dāng)時(shí)國內(nèi)總發(fā)電量的15%左右。歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)的風(fēng)能目標(biāo)是到2020年，全世界的裝機(jī)總?cè)萘繛?50000MW?，F(xiàn)在風(fēng)能發(fā)電成本已下降到1980年的1/5，加上對(duì)低發(fā)電成本和環(huán)保要求的提高，風(fēng)能發(fā)電在商業(yè)上將完全具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。

       在發(fā)電設(shè)備中風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片是關(guān)鍵部件，約占總成本的15～20%。目前大型風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片基本上由各種復(fù)合材料制成，因此，葉片技術(shù)與復(fù)合材料技術(shù)密切相關(guān)。同時(shí)復(fù)合材料還用在機(jī)艙罩、輪轂、塔架等部位。目前，為降低發(fā)電成本，要求單機(jī)容量越來越大，葉片越來越長，據(jù)說葉片每增長6%，捕獲的風(fēng)能可增加12%。因此，世界上已在研發(fā)5MW以上，長達(dá)50米以上的葉片，更進(jìn)一步將向7～10MW、長達(dá)60米以上的葉片發(fā)展。葉片大型化的同時(shí)，還要求輕量化、低成本化和高性能化，即滿足安全、可靠和壽命的前提下要求質(zhì)量輕、成本低、功率高。為此要進(jìn)行設(shè)計(jì)、材料體系和制造技術(shù)上的系列革新。目前我國的風(fēng)機(jī)葉片技術(shù)已制造1.5～2.0MW，長達(dá)35～37米的葉片，研發(fā)計(jì)劃向2.5～3.0MW、長達(dá)40米以上的葉片前進(jìn)。

      復(fù)合材料葉片主要用的材料體系包括各種增強(qiáng)材料（E•S玻纖、聚乙烯纖維、碳纖維等）、基體材料（聚酯、環(huán)氧、乙烯基等）、泡沫塑料、膠粘劑和各種輔助材料等。

      制造工藝從濕法手糊、干法鋪設(shè)、直到RTM(樹脂轉(zhuǎn)移模塑法)。RTM法中又進(jìn)一步發(fā)展為VARTM（真空輔助RTM）和SCRTMP（西曼復(fù)合材料焙塑成形法）。

      葉片設(shè)計(jì)包括氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還有防雷擊系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。葉片向輕量化和智能化發(fā)展：材料上開始逐步使用碳纖維，采用混雜復(fù)合材料，設(shè)計(jì)上革新葉片的氣動(dòng)外形，改進(jìn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，精確載荷分析，發(fā)展專用的設(shè)計(jì)分析軟件等；制造工藝上開始采用自動(dòng)下料機(jī)、自動(dòng)鋪層技術(shù)，加速制造的自動(dòng)化進(jìn)程，降低生產(chǎn)制造成本等。最近提出葉片新的研發(fā)理念，叫作“未來葉片的觀念”（Future Blade Concept），集中在要捕獲更多的風(fēng)能，并使之智能化、更可靠、更耐用。