在众多材料中，碳纤维复合材料以其优异的比强度、比刚度、耐腐蚀及抗疲劳性能日益为人们所重视。而碳纤维材料与金属材料之间的不同特点，也为设计师提供了不同的设计思路，以下江苏博实将简单对比碳纤维复合材料与传统金属的特点与差异性。

　　1.比刚度和比强度

　　对比金属材料，碳纤维材料重量轻，比强度及比刚度高。传统碳钢在模量和强度方面表现都非常好，但密度大严重影响轻量化应用。铝的模量和强度小于碳钢，但其密度较小。而树脂基碳纤维模量高于铝合金，强度通过设计可达到高强钢水平，远远高于铝合金，在性能和轻量化两方面优势都非常明显。

　　2.可设计性

　　金属材料通常呈各项同性，有屈服或条件屈服现象。而单层碳纤维具有明显的方向性。单层板沿纤维方向力学性能高于垂直纤维方向性能和纵横剪切性能1~2个量级，并且应力应变曲线在断裂前呈线弹性关系。

　　因此，碳纤维材料可以通过层合板理论，选择单层的铺设角、铺层比、铺层顺序。可根据载荷分布特点，针对性设计来获得需要刚度和强度性能，而传统金属材料只能通过加厚来实现。同时，层合板性能裁剪设计不仅可以获得所需的面内刚度和强度性能，还可以获得独特的面内与面外之间的耦合刚度。

　　3.耐腐蚀性

　　相比较于金属材料，碳纤维材料具有很强的耐酸碱腐蚀的能力。碳纤维是经过2000—3000℃高温石墨化处理形成的类似石墨晶体的微晶结构，这种结构本身就具有很高的耐介质腐蚀性，在高达50％的盐酸、硫酸或者磷酸中亦能在弹性模量、强度和直径等方面基本保持无变化。因此，作为增强材料来说，碳纤维在耐腐蚀性能方面有足够的保证，不同基体树脂在耐腐蚀性上有所区别。如常见的碳纤维增强环氧树脂基，环氧树脂的耐候性较好，仍能较好地保持强度。

　　4.抗疲劳性

　　碳纤维复合材料的疲劳特性主要影响因素是压缩应变和高应变水平。疲劳性能通常进行压—压（R=10）和拉—压（R=-1）的疲劳试验，而金属材料一般进行R=0.1的拉—拉疲劳试验。相比于金属零件，尤其是铝合金，碳纤维零件具有优异的疲劳性能。在汽车底盘等抗疲劳性要求较高的领域，碳纤维复合材料具有更好的应用优势。同时碳纤维材料几乎不存在切口效应。大多数碳纤维层合板在整个寿命期内，有切口试验的S-N曲线与无切口试验的S-N曲线相同。

　　5.可回收性

　　目前成熟的碳纤维基体使用热固性树脂，当固化交联后很难再次提取利用，对环境造成较大影响。因此碳纤维回收难是产业发展的瓶颈之一，也是大规模应用亟需解决的技术难题。目前国内外大部分回收方法普遍成本较高，难以产业化。

　　与传统金属材料相比，碳纤维材料在力学性能、轻量化、可设计性、抗疲劳性上具有得天独厚的优势，但是，其生产效率、回收难仍然是制约其进一步应用的瓶颈所在。相信随着技术、工艺方面突破创新，碳纤维能够在汽车上将取得越来越多的应用。