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2023-01-09 19:21:45 普洛机械网

热可塑性树脂碳纤维复合材料解决量产难关

"如果电动汽车（EV）与用碳纤维相结合，日本的汽车产业将如虎添翼"，东京大学工学系研究科教授高桥淳如是说。

高桥教授在2008～2012财年以五年计划实施的日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）产学合作项目“以碳纤维复合材料实现低能耗、循环型社会”中担任项目负责人。

该项目是从全球气候变暖对策的角度出发，针对汽车车身用途，研发采用碳纤维的新材料。参加该项目的，包括咨询委员会在内，有东丽、三菱丽阳、东洋纺、东京大学、东让铝合金产品在人们的生活中无处不在北大学、京都工艺纤维大学等11家企业和大学，力争通过将原来的铁换成这种新材料，使车身重量减轻30％。

减轻车身重量从提高燃效的角度来说，是非常重要的。<休闲衫/p>

高桥教授说：“虽然减轻汽油车的重量也非常重要，但对于日本来说，比其具有更大意义的是减轻电动汽车、混合动力车（HEV）及插电式混合动力车（ＰＨＥＶ）的重量。”

目前，电动汽车和混合动力车正逐步得到普及。在这里成为课题的是充电电池。据预测今后在电动汽车和混合动力车配备的充电电池领域，锂离子电池将成为主流。不过，锂属于“稀有金属”，原料主要依赖进口。价格较高，目前已经成为阻碍电动汽车、混合动力车降低价格的重要原因。

并且，充电时间也是一个较大的课题。例如，三菱汽车的电动汽车“i-MiEV”，利用普通家用电源，8小时以上才能充满电。

不过，如果通过减轻车身重量来提高燃效，既能实现电池小型化，也能降低电动汽车和混合动力车的价格，并推动其进一步普及。还可降低对中国的依赖程度，缩短充电时间。充电电池的许多相关课题将得到解决。

高桥教授强调：“能够实现车身轻量化的，唯有日本具有绝对国际竞争力的碳纤维。”

不适合大量生产的原有复合材料

碳纤维是大约50年前由日本人发明的材料。其最大的魅力在于重量轻而强度高。尽管重量只有铁的4分之1，但强度为铁的10倍。向厂家理解压力实验机的型号及适用范围而且不会生锈。

因此，作为实现低碳社会的重要王牌之一，受到了全球的关注。比如，为了提高燃效，利用塑料树脂凝固了碳纤维的“碳纤维复合材料（CFRP＝carbonfiberreinforcedplastics）”被应用于最新型飞机“波音787”的机身等。

截至2010年，碳纤维全球份额的7成左右由东丽（34％）、东邦特耐克丝集团（19％）及三菱丽阳集团（16％）占据，是日本国际竞单反相机争力最强的产业领域之一。

虽然统称碳纤维，但品质和用途也各种各样，特别是应用于波音787的碳纤维，是东丽花费40多年时间研发出来的汗水和泪水的结晶。

“因此，虽然目前美国和中国也出现了致力于碳纤维开发的企业，但我认为其他国家在品质方面很难赶上日本”，高桥教授对此满怀自信。

由于重量轻而隧道机械且具有高强度，因此实际上不仅是客机，碳纤维复合材料也已经被应水钻首饰用于国际“F1”车赛的赛车车身、风力发电风车的一部分、钓竿及球拍等多个领域。

不过，先不说电动汽车和混合动力车，此前连磨擦系数1般随温度变化而变化汽油车都未加以采用的原因何在？。

其原因就在于，现有碳纤维复合材料无法进行大量生产。因此，项目的目的就在于开发出可大量生产的碳纤维复合材料。

现有碳纤维复合材料除了不能进行大量生产之外，还有价格高、不能循环再利用等课题。这些课题实际上均来自现在使用的塑料树脂的特性。项目要力争解决上述所有课题。

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