高速列车的传统构件多采用金属材料制成，随着列车的运行速度不断提高，出现了噪音大、冲击强等问题导致了乘坐舒适度的降低。并且在一些恶劣环境下，金属材料制件的寿命受到严重的影响，为了克服这些问题，研究人员将目光转移到碳纤维复合材料上。江苏博实碳纤维科技有限公司是南京一家碳纤维复合材料制品定制企业，曾为国内的多家轨道交通企业提供过列车部件的定制加工服务，碳纤维复合材料作为一种新材料，对高铁意义主要表现在轻量化和安全性两个方面：

　　一、轻量化

　　我国轨道交通工具正经历着从“金属时代”到“碳材时代”的跨越。由于碳纤维重量轻，密度跟塑料差不多，仅1.78g/cm3，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。虽然质量轻，但是其强度却高于金属材料4-5倍，能够满足高铁车辆的强度要求。

　　车体作为现代动车组车的安装基础和承载骨架，均采用整体承载的钢结构或者轻金属结构，但是并不能实现在轻量化的前提下满足强度和刚度要求。采用碳纤维三明治复合材料构件铝蜂窝夹芯结构更容易实现轻量化，与传统铝合金车体相比，复合材料车体外壳总质量降低40%，车体的静强度、抗疲劳强度、防火安全性等各项性能指标均能满足设计要求。

　　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，不仅如此，在磁悬浮列车和地铁上，碳纤维复合材料同样可以发挥作用。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。

　　二、安全性

　　碳纤维复合材料存在着不同的相与界面，这些不同的相与界面能够有效阻止和改变裂纹扩展方向；碳纤维复合材料基体中拥有大量独立的纤维每平方厘米的纤维少则几千根多至上万根。从力学角度而言，碳纤维复合材料属于典型的静不定体系。当构件超载并有少量纤维断裂时载荷会迅速重新分配在未破坏的纤维上，这样在短期内不会导致整个构件丧失承载能力，因此碳纤维复合材料具有较高的疲劳强度极限。

　　采用碳纤维泡沫夹芯材质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。

　　碳纤维复合材料具有轻质量、高强度、优良的抗冲击性能等，在高速列车的次承载件和非承载件上的应用，可以大大减轻车辆自重，并且力学性能与传统金属部件相比，具有较好的耐腐蚀性和防火性能。碳纤维复合材料在高速列车上的应用对于促进轨道交通的发展具有十分重要的意义。