復合資料是由2種或2種以上不異性質的資料，經過物理或化學的辦法組分解的一種具有新功能的資料。由于其優異的力學功能、高比強度和比模量、可設計性等特點，復合資料在航空航天范疇曾經失掉了普遍使用。近年來，化工程度的不時進步，復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，也爲復合資料在交通范疇的使用提供了良好的契機。

目前，關于環境成績的注重以及關于節能減排的迫切需求使得各國在汽車以及軌道交通范疇關于復合資料的使用加大了研發的投入，各大企業也在復合資料使用方面不時推進技術創新以及拓展復合資料使用范圍以進步本身競爭力。

一、不銹鋼復合材料在汽車范疇的使用劣勢

不銹鋼復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，關于目前競爭日益劇烈以及關于輕量化要求不時進步的汽車范疇，復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.具有優異的力學功能、各向異性非均質

復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小；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的構造件，和需加重自重與加強承載才能的運輸工具具有重要意義。復合資料不同于傳統資料，其具有各向異性的特點，例如纖維加強復合資料，其沿纖維方向的比強度比模量分明優于垂直于纖維方向，因而在其力學功能上其具有各向異性。

2.功能具有可設計性，可完成全體化設計與成型

復合資料的構造和對應的功能均具有可設計性，不同于傳統非復合資料的功能曾經確定，復合資料的功能可經過相應設計來完成。其中基體資料與加強資料的選擇、纖維方向的選擇、鋪層的設計都可以影響復合資料的全體功能，并可依據組成復合資料的基體資料以及加強資料的參數關于復合資料的功能停止計算。相比于傳統資料制造的零件經過鉚接、焊接等方式停止銜接，復合資料可經過合理的設計以及適當的工藝完成全體成型，可提升零件全體的功能、降低本錢、加重全體質量。

3.抗疲勞、減震降噪、耐腐蝕

復合資料除了具有良好的力學功能外，也具有抗疲勞、耐腐蝕、減震等優異特性。以普遍使用的纖維加強復合資料爲例，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％，相應的復合資料則可到達60％～80％。復合資料可以經過復合資料的界面以及夾層構造吸能，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、容器和管道等設備；運用耐堿纖維與塑料復合而成的資料，還可以在強堿性環境中運用。

4.構造功用一體化

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）復合資料，其耐磨性爲自身的2.5倍，對應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，加重制件自身質量以及添加設計自在度和零件集成水平方面思索，復合資料的使用都成爲各國以及各大企業對技術改造和改善的重要方向

二、復合資料在汽車范疇的使用現狀

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，也推進著相關復合資料技術的開展。

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

1.加強塑料及玻璃纖維復合資料（GFRP）的使用

復合資料使用于汽車上的功用構件及內飾資料較爲成熟，各廠家不時優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，既可作爲汽車內飾資料，亦可添加美感，德國歐寶公司（Opel）曾經將其用于新車型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，相對于傳統資料加重了38%的質量。

寶馬公司7系車型，經過擠出模壓成型技術，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.碳纖維復合資料（CFRP）的使用

經過多年開展玻璃纖維復合資料在汽車上的使用曾經非常成熟，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件。而碳纖維復合資料，作爲先進復合資料，以其優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。并且碳纖維復合資料的使用也成爲車輛高質量的意味。

2003年克萊斯勒集團無限責任公司推出的Dodge Viper型跑車，采用碳纖維復合資料來制造擋板支架零碎，這也是此項技術在大型底盤和車身內部部件的初次使用。新款奔馳SLR的車身殼體、車門和發起機罩都采用了碳纖維復合資料。特拉斯開發的具有電動汽車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，開發作產碳纖維資料。

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

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

近年來汽車行業飛速開展，關于碳纖維復合資料的研發上也投入較大的研發力度，并采取與具有技術根底雄厚的復合資料公司停止協作，中航復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作。

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

3.新方式及環保型復合資料的使用

相比于傳統資料，復合資料在汽車范疇有其獨有的特點，如高比強度比模量、可設計性等特點。針對可設計性的特點，可將其與其他資料相結合使其不只在力學功能方面表現優異也使其具有特定的功用性。所以，將復合資料以新的方式停止開發和應用，突出其構造功用一體化也成爲了一個重要方向。復合資料雖然具有諸多優點，但其回收成績不斷是限制復合資料在汽車上使用的難點。近年來關于環境的注重，關于節能減排要求的不時提升，爲復合資料在汽車輕量化方向上提供了開展契機，也異樣爲復合資料的回收提出了更高的要求。傳統的玻璃纖維與碳纖維復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采用少量復合資料，這款概念車采用了輕質回收資料，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合資料，此種資料將會具有價錢更廉價、質量更輕、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作者曾研收回一種碳纖維復合資料并請求了zhuanli，此資料可用于存儲和釋放電能，不只耐用、質量輕且力學功能出色，可用于構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、復合資料在汽車范疇使用需求

1.樹立復合資料的設計理念

復合資料的設計不同于傳統資料，其設計、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絡。目前復合資料次要用于替代金屬資料停止運用，所以在設計方面也會存在“替代資料”的設計思想。而真正要完成復合資料的劣勢，就需求在設計理念上停止創新，針對復合資料本身特點，結合資料及工藝性停止設計。

2.低本錢資料

目前復合資料特別是先進復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，應注重研發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的開發成爲復合資料能否普遍使用的關鍵。目前復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。航空航天構造件次要采用熱壓罐成型的辦法，此種辦法采用預浸料停止鋪貼、然后使資料在低溫高壓下成型，制件的外表形態和全體功能優異，但本錢較高。而低本錢疾速成型的技術中，樹脂傳遞模塑成型技術占有較爲重要的位置，其下包括有真空輔佐模塑傳遞技術，高壓樹脂傳遞模塑成型等。這類工藝的成產節拍較快并且不需熱壓罐等設備，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

復合資料的一個重要的劣勢就是其可完成全體成型，經過全體成型的完成可以無效的增加零件的數量。目前可采用共固化共膠接等辦法來完成全體化方案。經過全體化方案的施行可完成復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計、資料、工藝等多方面思索，其存在著較大難度，也是復合資料使用的一個需求。