碳纤维复合材料助力中国高铁提速

近几年来，由我国自行设计研制、全面拥有自主知识产权的中国高铁频频亮相，不断刷新国际对中国高铁的认知。目前中国高铁有近90条线、近3万公里线路，在线高铁车辆3000多组，规模占到世界的三分之二以上，高铁应用端的规模主要在中国。在高铁发展如此快速的背后，碳纤维起到了不可或缺的作用。

高铁列车的节能性、环保性、舒适性、便利性已成为高铁未来的发展方向，碳纤维则因其优秀的性能越来越受到轨道车辆研制企业的关注及采用，发展潜力巨大。碳纤维对高铁的意义主要表现在轻量化和安全性两个方面：

轻量化

我们的轨道交通工具正经历着从“钢铁时代”、“铝材时代”到“碳材时代”的跨越。由于碳纤维重量轻，密度仅1.78克/立方厘米，和塑料差不多，但它的强度比钢材要高7倍以上，大量使用碳纤维零部件，可以减少传统钢结构在高铁车身中所占的比重，因此碳纤维在高铁上所占的比重将会越来越大，最终实现高铁的超轻量化。而高铁整体的超轻量化，有利于减少行驶时所受到的阻力，直接降低能耗，减少二氧化碳的排放，最终实现速度的提升。

安全性

中国高铁的运行速度目前已达到300km/h，在这种运行速度下，对车体各个部位的耐久性的要求也就更高。碳纤维复合材料所具备的轻量化、减冲击、提载重、高耐候、高可靠、高可用、高寿命、少维护等优势由此得到了重视。采用碳纤维增强复合材料铺层设计，中间是泡沫夹芯，上下连接部位仍使用碳纤维复合材料制成的车头罩抗冲击性能和力学性能突出，能耐住1kg铝弹的660km/h高速撞击和350kN的静载荷；用碳纤维制成的刹车片，可接受更多的制动摩擦热冲击，制动噪音低，耐磨性好，磨损率低于钢纤维刹车片，耐腐蚀性强，延长了刹车片的寿命；使用碳纤维制成的方向盘，机械强度和抗冲击性相比普通材料分别提高35%和20%以上；对于包括车厢装饰板、厕所、盟洗室、座椅、水箱、车前头盖板、双层客车两端车顶板等部位都叠合了一层阻燃性的碳纤维增强材料。除了阻燃性能之外，还能增强厕所、盟洗室、座椅及水箱的卫生性能和耐腐蚀性。

当前，中国的高铁建设正处于繁荣时期，通过多年的努力和积淀，中国已全面掌握高速铁路的核心技术，行业总体水平已跻身于世界先进行列。目前中国高铁不只仅限于国内，而是已经走出去，让世界见识到了中国速度。在此趋势下，碳纤维复合材料的运用不仅推动着高速列车行驶的轻量化，让高铁更加安全，也将带动高铁制造业实现全新的变革，进一步提升“中国速度”。