碳纤维价格昂贵有三个主要原因：
1.原料昂贵：现代碳纤维原料主要来源于高分子有机化合物和石油提取物。一般情况下，2-2.2吨原丝只需燃烧1吨碳纤维，成本约为4-6万吨，是钢材的4-5倍。
二、电费贵：碳纤维的加工工艺主要是热处理，需要大量的电。电费占碳纤维生产成本的25%-30%，是名副其实的用电大户。
三。工艺昂贵：由于是多学科产品，碳纤维的研发成本极高，生产过程中也会涉及各种化学催化反应。整个工艺流程又长又复杂。作为高科技产品，很多公司对自己的工艺和配方都有严格的保护措施，可以说准入门槛相当高。
碳纤维是一种含碳量高于90%的无机高分子纤维，是有机纤维碳化石墨化后得到的微晶石墨材料。一般来说，它是经过特殊处理的纤维状化合物或聚合物。它具有硬碳材料的固有特性和纺织纤维的柔软加工特性，被称为材料之王。
这种聚合物的初始形态是一束细长的材料，直径只有0.005-0.01毫米.为了生产碳纤维，需要成千上万的材料束捆扎在一起，形成类似纱线一样的纤维束，可以单独使用，也可以织成织物。
或者将纱线和织物与环氧树脂结合，卷绕或模塑形成各种复合材料。碳纤维增强复合材料通常用于制造飞机和航天器部件、赛车车身、高尔夫球杆杆身、自行车车架、钓鱼竿、汽车弹簧、帆船桅杆和许多其他需要轻质和高强度的部件。你平时看到的碳纤维构件就是这种经过加工成型的碳纤维复合材料构件。
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关于汽车碳纤维的所有知识
碳纤维复合材料是什么?碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成的结构材料简称碳纤维复合材料。下面小编为大家详细介绍一下什么是碳纤维复合材料。
一、碳纤维复合材料概况
在复合材料大家族中，纤维增强材料一直是人们关注的焦点。自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来，碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功，性能不断得到改进，使其复合材料领域呈现出一派勃勃生机。下面让我们来了解一下别具特色的碳纤维复合材料。
二、碳纤维复合材料结构
碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。
碳纤维是由含碳量较高，在热处理过程中不熔融的人造化学纤维，经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。
碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。
三、碳纤维复合材料用途
碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。
碳纤维是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技术的需要而产生的，现在还广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。随着尖端技术对新材料技术性能的要求日益苛刻，促使科技工作者不断努力提高。80年代初期，高性能及超高性能的碳纤维相继出现，这在技术上是又一次飞跃，同时也标志着碳纤维的研究和生产已进入一个高级阶段。
由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料，由于其比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天材料。因为航天飞行器的重量每减少1公斤，就可使运载火箭减轻500公斤。所以，在航空航天工业中争相用先进复合材料。有一种垂直起落战斗机，它所用的碳纤维复合材料已占全机重量的1/4，占机翼重量的1/3。据报道，美国航天飞机上3只火箭推进器的关键部件以及先进的MX导弹发射管等，都是用先进的碳纤维复合材料制成的。
现在的F1(世界一级方程锦标赛)赛车，车身大部分结构都用碳纤维材料。顶级跑车的一大卖点也是周身使用碳纤维，用以提高气动性和结构强度
碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。传统使用中碳纤维除用作绝热保温材料外，一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。
四、碳纤维复合材料优势
1、高强度(是钢铁的5倍)
2、出色的耐热性(可以耐受2000℃以上的高温)
3、出色的抗热冲击性
4、低热膨胀系数(变形量小)
5、热容量小(节能)
6、比重小(钢的1/5)
7、优秀的抗腐蚀与辐射性能
碳纤维复合材料的用途比较广泛，也有很多优势。相信通过上文的阅读你对这些都有所了解。更多信息请关注土巴兔学装修。
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碳纤维材料做的车身和一般材料做的车身有什么区别？
关于汽车碳纤维的所有知识
CFRP、碳纤维和粗纱，汽车制造中的碳纤维主题充满技术术语。什么是碳纤维？如何制造以及这种高科技材料具有哪些优势？
碳是汽车制造中使用的材料之一，其重要性在不断增加。设计师们热爱它的所有方面：在内部或作为附加部件使用的纯碳，部分碳或汽车用碳纤维包裹材料–这种深色材料同时散发出优雅和运动感。
工程师对碳素同样热情，因为它以低的比重保证了高强度和刚度。但是，它的确需要费力的过程才能生产。因此，它既美丽又有价值-这使碳成为高科技材料的黑金。在这里找到有关这种珍贵材料的所有信息。
关于碳的事实：
1、碳质轻巧且坚固。
2、碳纤维具有独特的外观。
3、碳大部分是手工制造的。
什么是碳纤维？
当我们谈论汽车制造中的碳纤维时，主要是指碳纤维增强聚合物（CFRP）。这是复合材料的一个示例，该复合材料旨在结合组成其的各个组件的积极特性。
碳纤维在汽车制造中如何使用以及在何处使用？
对于需要稳定且轻巧的组件（例如用于汽车工程），碳纤维是非常理想的。这就是为什么碳纤维用于航空航天工程以及飞机，轮船和自行车的构造。在汽车制造中，碳纤维与之前的许多材料一样，已经从赛车发展到批量生产。因为节省下来的每一盎司重量都属于赛车运动，所以轻巧的结构是开发赛车的基本前提之一。
例如，在宝马，该材料用于BMW M车型的车顶，以及用于BMW M Performance Parts的可见碳纤维结构。本文将主要关注可见碳纤维中的零件。该材料还用于BMW 7系的车身部件，以前是BMW i8，尤其是BMW i3。在这辆电动汽车中，整个车身–乘客舱，由碳纤维制成。
BMW iX也将从宝马在碳纤维方面的经验中受益。碳纤维增强聚合物是在德国莱比锡和兰茨胡特的宝马生产工厂生产的。纤维本身首先在美国的摩西湖生产，而基础结构（也称为半成品纤维或叠层）在德国的Wackersdorf生产。
由可见碳制成的组件具有这种材料特有的织物结构，在视觉上引人入胜。高科技材料的爱好者可以通过BMW M Performance Parts赚钱 。可见碳纤维的定制选项范围非常广泛-从引擎盖到内部和外部的设计元素再到扩散器-宝马提供了多种碳用途，可以满足客户的内心需求。
碳纤维如何制造？
碳纤维是用于汽车制造的碳复合材料，用于BMW M Performance Parts等附加 部件或整个碳纤维底盘部件。用于制造的成分是碳纤维和由热固性塑料制成的支撑结构，称为基质。这可以由各种材料制成，例如合成树脂。
基质用于连接纤维并填充纤维之间的空间。由于合成树脂在室温下长时间放置后将开始交联，因此，它会以-0.4°F（-18°C）的温度缠绕在线圈中而储存。在下一步处理之前的一天左右将其加热到室温。
碳纤维本身非常细，它们通常仅占人发宽度的十分之一。纤维铺设的方向对稳定性至关重要。碳结构仅在纤维方向上非常坚硬。在下一步的结构组件中，这些单根细丝中的约50,000条被组合成称为粗纱的纤维束并卷起。
对于可见的碳元素，大约有3,000根细丝。然后将粗纱用于制造具有不同纤维方向的扁平纺织品，以实现所有方向的刚性。当一个放在另一个的顶部时，它们形成堆栈。
碳纤维的其他优点包括能够生产几乎任何所需形状的零件，耐腐蚀性和使用寿命，低热膨胀性以及持久的耐热性和疲劳强度。这些特性克服了碳生产劳动密集型的缺点-碳纤维成本随着大量生产而下降，并推动了创新。
综上所述，除碳纤维外，没有其他材料可以以这种节省重量的方式使用，同时提供这些机械性能。最重要的是：例如， 宝马M Performance Parts用可见碳制成的-碳具有独特的外观。
汽车碳纤维的低成本应用技术
碳纤维碳元素组成的一种特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性 外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的。
汽车碳纤维又称汽车碳化纤维，泛指一些以碳纤维编织或多层复合而成的材料。因为它又轻又坚硬，所以它的用途很广泛。主要是应用在外壳和零件上面。汽车碳纤维有着质轻、安全、经济的特点。碳纤维在汽车领域的应用率先从赛车开始，近年来在民用汽车中得到了广泛的引用。涂着清漆，故意露出深沉的黑色编织花纹的碳纤维组件已不单单只是为了看上去拉风，“高碳”之风越刮越烈。
在民用汽车领域，奔驰尝试应用碳纤维材料作为溃缩区域，首先在SLR McLaren上得到了应用。呈尖塔状的碳纤维溃缩柱由无数根粗壮的碳纤维经过编织而成，虽然结构依旧无比坚硬，但是在设计上让它能够在正面碰撞时破碎成无数细小的碎片，来吸收大量的能量，并且碎片不会对人造成伤害，这一点非常类似于汽车钢化玻璃的破碎原理。
碳纤维材料在民用量产汽车，尤其是中档产品应用也十分广泛，很多厂商也已经开始提供碳纤维材料的小组件，如后视镜壳、内饰门板、门把手、排挡杆、赛车座椅、空气套件等，同时可以原装位安装到发动机舱的风箱、进气歧管等碳纤维改装件也是品种繁多。因此，碳纤维材料在汽车领域的应用越来越多也越来越广泛，相信在不久的未来，汽车排放越来越“低碳”，而汽车本身则会越来越“高碳”。
碳纤维车身到底有什么好处
汽车 碳纤维复合材料（CFRP）可以说是 汽车 轻量化发展中的明星材料，近年来，行业对于这一“黑色黄金”材料的应用研究也在不断发展。随着国内前途K50和蔚来ES6两款量产碳纤维复合材料部件车型的亮相，自主品牌已进入碳纤维应用的量产时代！与此同时，碳纤维复合材料的应用范围也不断扩展。从车身、内外饰系统向底盘、动力总成系统延伸；从外覆盖件材料向结构件材料或结构增强材料扩展。但是，碳纤维的高成本仍是限制其发展的重要因素。目前，商业级的 汽车 碳纤维主要为PAN基碳纤维，其高成本问题主要集中在较高的PAN 原丝生产成本和较长的生产流程。因此，降低车用CFRP成本的主要路径是降低 汽车 碳纤维原丝成本，寻求低成本纤维生产工艺以及低成本的CFRP制备工艺。
1. 大丝束生产工艺
一般48K以上的碳纤维称为大丝束碳纤维，大丝束碳纤维的性能优点主要在以下两方面：（1）大丝束碳纤维对PAN原丝的质量要求相对小丝束要低，可以用民用PAN丝。（2）大丝束碳纤维的制造成本是小丝束的60%左右。
但是大丝束碳纤维的生产难点在于：大丝束纤维聚积，展纱效果不好，纱片难以均匀浸润，纱片厚度和质量很难达到产品结构设计的要求; 在展纱过程中经常出现纱毛，导致乱纱和断纱，影响生产效率和产品外观，材料性能得不到有效转换，产品性能不稳定。
日本三菱和东丽公司是较早掌握大丝束碳纤维低成本制造技术的典型代表。近年来，国内上海石化、吉利石化、光威复材、兰州纤维等企业也相继进行这一前端技术的开发，目前已实现大丝束碳纤维的国产化。
2. 低成本碳纤维前体开发
相关数据显示，PAN的价格约占碳纤维生产成本的50％。因此，国内外碳纤维生产商也开始寻求PAN以外的更低成本的原料来制备碳纤维。美国、日本等 汽车 碳纤维主要制造国家已经开发出了包括聚烯烃类聚合物、木质素纤维素、电纺酚醛纤维、辐射丙烯酸纺织物等在内的低成本代替材料。如：美国橡树岭国家实验室（ORNL）从纸浆废液中提取的木质素，通过熔纺和碳化制成了低成本碳纤维，生产成本可控制在4~5$/kg。陶氏化学将聚乙烯等纤维以无氧状态“蒸烤”炭化，把碳纤维在平面上排列或编织成片，再用树脂加固之后才成为CFRP。瑞典的研究机构Innventia和Swerea SICOMP也声称可以基于100％软木木质素前体制造出重约1.8g的编织CFRP层压板。
3. 混杂碳纤维技术
将碳纤维与其他纤维进行混杂，在性能上可以互补，能有效降低生产成本。如，将碳纤维与玻璃纤维、芳纶纤维等混合，通过合理的结构设计可在保持材料原本高性能的基础上降低生产成本。
4. 预氧化工艺
碳纤维生产过程中预氧化时间长，导致生产周期长也是造成碳纤维生产成本高的一个重要原因。目前，已有研究对PAN原丝进行紫外线、X射线等物理处理或用KMnO4、C6H5COOH等化学处理降低环化温度，缩短预氧化时间。工艺方面，可改变温度、时间、气体气氛等工艺参数，提升碳纤维的性能。
碳纤维复合材料的制造成本主要由两方面构成。一是源于热压罐、自动铺层等成 型设备价格昂贵，二是因为复合材料较长的成型时间，造成人力物力的消耗。因此，基于高效成型的树脂材料和新型成型工艺将是碳纤维复合材料低成本优化的重要途径。
环氧树脂因其优异的粘合强度和模量、耐蠕变性、高韧性和良好的抗疲劳性能，是碳纤维复合材料的首选。美国Hexion（瀚森）和陶氏 汽车 系统先后推出了2种60s可“瞬间固化”的环氧树脂。其中，Hexion针对树脂传递模塑成型（RTM）和液体压缩成型（LCM）工艺推出EPIKOTE TRAC06170环氧树脂与EPIKURE TRAC06170固化剂，仅需20s树脂注入时间（RTM或LCM）和40s固化时间就可完成复合材料成型。
而陶氏推出的用于LCM工艺的VORAFORCE树脂，可以直接将树脂均匀地涂敷在干的纤维预制件上，并通过压强使树脂织物在厚度方向上均匀浸润。
Gurit UK（英国固瑞特）也推出了“瞬间固化”环氧树脂，其树脂配方主要用于成套预浸料和热进/热出冲压成型工艺。虽然该工艺固化周期需要 5min，但报道称其制造的部件表面可达A级，无需模具后处理。
Hunt***an Advanced Materials （亨斯迈先进材料）公司也宣布推出了一款快速固化的环氧树脂。据亨斯迈介绍，该树脂在140℃下仅30s就可固化，这使得1min内复合材料成型工艺成为可能。为此，亨斯迈还开发了与该树脂配套的动态流体压缩成型（DFCM），该工艺可以省去高压注塑工艺，而且在很多情况下也可省略纤维预浸料工艺。与常规湿发压缩成型（WCM）相比，该工艺的主要优点之一是可以减少层压板层间缝隙，复合材料孔隙率低于1％，性能可媲美高压的RTM工艺，且高达66％纤维体积含量（FVC）的复合材料可以在没有特殊处理的条件来实现。
碳纤维复合材料的回收与再利用是降低碳纤维使用成本，提升其经济附加值的一种有效方法。目前，对碳纤维回收方法的研究也在不断更新，如，高温热裂解、氧化流化床法、超临界流体技术等。
应用方面，福特在其2018年款的 探索 者运动型多用途车SUV中使用了再生碳纤维增强聚丙烯PP复合材料，用于A柱支架的刚性部分，代替原来使用的ASA材料。
碳纤维有什么好处?
碳纤维车身的优点是刚性比较高，质地坚硬不易变形，自重比较小，可以进一步降低汽车的油耗。但是碳纤维车身的缺点也很明显，就是成本比较高，如果损坏了就无法修复。
耐磨性差。碳纤维成型后，直接用普通砂纸就可以磨下碳粉。所以你能买到的碳纤维产品表面都有耐磨的油漆或其他材质。横向耐冲力差。如高尔夫球杆，在击打过程中杆身的中段碰到坚硬物，便会折断。碳纤维车身的汽车，在碰撞时，碳纤维外壳会碎片性断裂，吸收能量，保护乘客。
碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。
碳纤维增强基复合材料的介绍
随着科技的进步，一些新技术、新材料逐渐应用到了汽车领域，并对汽车工业的发展产生了深远影响，其中碳纤维材料在汽车上的应用最为典型。
碳纤维给汽车制造带来的突出优势
一、轻量化
碳纤维应用于汽车后，给汽车制造带来最明显的好处就是汽车轻量化，最直接影响的就是节能、加速、制动性能的提升。一般而言，车重减小10％，油耗降低6％～8％，排放降低5～6%, 0-100km/h加速性提升8-10%，制动距离缩短2～7m。
二、安全性
车身轻量化可以使整车的重心下移，提升了汽车操纵稳定性，车辆的运行将更加安全、稳定。碳纤维复合材料具有极佳的能量吸收率，碰撞吸能能力是钢的六到七倍、铝的三到四倍，这进一步保证了汽车的安全性。
三、 舒适度
碳纤维复合材料具有更高的震动阻尼，轻合金需要9秒才能停止震动，碳纤维复合材料2秒就能停止，故碳纤维应用在汽车上，对于整车NVH（噪声、振动与声振粗糙度）的提升贡献同样很大，会大幅增强汽车行驶的舒适性。
四、可靠性
碳纤维复合材料具有更高的疲劳强度，钢和铝的疲劳强度是抗拉强度的30-50%，而碳纤维复合材料可达70-80%，因此汽车上应用碳纤维复合材料对于材料疲劳可靠性有较大提升。
五、提升车身开发水平
由于碳纤维复合材料可设计性比金属强，因此更易于车身开发的平台化、模块化、集成化。这样碳纤维车身及金属平台的混合车身结构对于传统汽车车身结构而言，可以做到模块化、集成化，大大减少零件种类，减少工装投入，缩短开发周期。
碳纤维增强复合材料是以碳纤维或碳纤维织物为增强体，以树脂、陶瓷、金属、水泥、碳质或橡胶等为基体所形成的复合材料。在众多轻量化材料中具有较高的比强度、比刚性，轻量化效果十分明显，在航空航天、军工产品中得到广泛应用。应用在车身结构件中，减轻质量效果尤为明显，比钢铁材料轻50%，比铝材轻30%，因此得到国内外各大汽车公司的广泛关注。
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