碳纤维被誉为工业“黑黄金”，具有质量轻、高比强度、高比刚度、耐高温和耐腐蚀等特性，目前已被广泛应用于运载火箭、卫星空间站、大飞机和大型船舶等“大国重器”。

PART 1

全球首列！碳纤维地铁列车来了

2024年6月26日，全球首列用于商业化运营的碳纤维地铁列车“CETROVO 1.0 碳星快轨”在山东青岛正式发布。

该列车较传统地铁车辆减重11%，具有更轻更节能等显著优势，引领地铁列车实现全新绿色升级。

传统地铁车辆主要采用钢、铝合金等金属材料，受制于材料特性，面临减重瓶颈。碳纤维因具有轻质、高强度、抗疲劳和耐腐蚀等优点，被称为“新材料之王”，它的强度是钢铁的5倍以上，但重量不到钢铁的四分之一，是轨道车辆轻量化的绝佳材料。

该车的车体、转向架构架等主承载结构采用碳纤维复合材料制造，实现了车辆性能的全新升级，具有更轻更节能、强度更高、环境适应力更强和全寿命周期运维成本更低等技术优势。

与传统金属材料的地铁车辆相比，该碳纤维地铁车辆的车体减重25%，转向架构架减重50%，整车减重约11%，运行能耗降低7%，每列车每年可减少二氧化碳排放约130吨，相当于植树造林101亩。

碳纤维地铁列车最高速度达140公里每小时，与传统地铁行驶速度90公里每小时相比，速度大大提升。目前，该碳纤维地铁列车已完成厂内型式试验。按照计划，年内将在青岛地铁1号线投入载客示范运营。

PART 2

碳纤维还能做录取通知书？

2024年，北京化工大学采用碳纤维复合材料制成的录取通知书，厚度仅有0.2mm，在阳光下变换角度可呈现颜色变化，极具艺术与科学之美！

北京化工大学科研团队不断开展攻关，应用先前突破的国产宇航级碳纤维专用复合材料和高质量热压罐整体成型技术，突破了碳纤维复合材料内应力释放和平整度调控技术、表面UV印刷技术和烫金工艺技术、建筑物图案彩色印刷技术，最终实现了“碳纤维录取通知书”的批量制作。

PART 3

碳纤维材料最怕什么？

斧头锋利的尖锐端击打碳纤维复合材料板时，结实的碳纤维复合材料板竟然被斧头锋利的一端穿刺击破了。一直被认为很强韧的碳纤维复合材料板为什么突然间变得不堪一击了呢？

这是因为结实的碳纤维复合材料板遇到面的冲击力时，其内部纵横编织的碳纤维丝能均匀分散所受的力，并不会造成破裂。而当碳纤维复合材料板遇到尖锐物体的穿刺时，巨大的冲击力集中在一个点上，锋利的刺点很容易穿透其内部纵横编织的碳纤维丝的间隙，造成结实的碳纤维复合材料板被刺穿。

因此碳纤维复合材料最怕尖锐物体的穿刺，它抗钝面物体的冲击力性能相当好，而抗尖锐物体的穿刺能力就很差了。

所以我们在生活中，要了解碳纤维复合材料抗拉不抗穿刺的特性，避免让碳纤维产品碰到锋利的小石子或者尖锐物体，以防止发生破裂现象。

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来源：央视新闻、人民日报、北京化工大学、CCTV10科教频道《原来如此》

文章来源：直观学机械

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