鋼材作為自行車最久的材料，他擁有很好的彈性，成本較低，但由于密度大，易生銹，易疲勞。鋁合金是目前市場上使用普遍的材料，他的重量輕，不會生銹，但彈性太差，容易疲勞，騎行的舒適感不好。鎂合金的密度比鋁合金要小，基本性能和鋁合金差不多。鈦合金的耐疲勞性比其他金屬材料好，但價格高，比重卻沒有優勢。而 碳纖維 復合材料 強度高、彈性好、密度輕、耐腐蝕，由碳纖維復合材料生產的自行車具有以下各方面的特點：

 

碳纖維復合材料提升單車各方性能

 

　　1、有效降低了自行車的總重量

 

　　碳纖維 樹脂 基復合材料的密度一般只有1.6。只是鋼的五分之一，與鋁材相比，可以減重40%左右。自行車行業內有這樣一種說法，重量減輕1g，價格可提高1美元。一輛碳纖維復合材料自行車車架比鋁合金車架輕四分之一。重量輕可以降低體能損耗從而提高騎行速度。

 

　　2、車身的總體剛性高

 

　　剛度好的車架有利于驅動力的轉換，提高了自行車的操縱性能。碳纖維復合材料自行車的結構堅固，不容易變形。實踐證明，其車架剛性不低于珞鉬鋼車架。

 

　　3、良好的抗震性

 

　　結構的自振頻率不僅結構外形有關，還與材料的比模量平方成正比，高的自振頻率能夠避免了工作狀態下共振引起的早期破損。據報道，對形狀與尺寸相同的車架進行試驗表明，鋁合金車架需要9秒才能停止的振動，自振頻率極高的碳纖維復合材料只需要2.5秒就可以停止，復合材料良好的阻尼性減輕了自行車的顛簸，提高了乘騎的舒適性。

 

　　4、安全性好

 

　　碳纖維復合材料中的基體是以連續相形式包圍著獨立存在的碳纖維，構成一種動態不確定

 

　　體系，當材料受到沖撞時，當其中少量纖維發生斷裂，載荷將會迅速重新分配到未斷裂的纖維上，這樣結構還能繼續承載，使騎乘的安全性大大提高了。一般金屬材料的疲勞破壞是很難觀察到明顯的征兆，其破壞往往是突發性破壞，而碳纖維復合材料車架具有非常好的抗疲勞性，而且破壞之前能夠觀察到明顯的征兆。研究表明，碳纖維復合材料車架耐沖撞試驗可超過百萬次。

 

　　5、增加了結構設計的自由度

 

　　碳纖維復合材料具有各向異性的特點，可以利用復合材料這一特點，根據自行車在行駛時受載的方向和大小來排列和鋪放纖維。復合材料制造的靈活性，有利于設計出各種造型的結構。如可按空氣動力學原理設計出流線型自行車，美觀而實用，容易實現最佳性價比。

 

　　6、良好的耐銹蝕性能

 

　　高分子材料耐酸、耐堿、耐工業大氣的性能良好，因此碳纖維復合材料制成的自行車架有著

 

　　極好的耐酸堿腐蝕性能。

 

　　目前國內碳纖維行業的不足

 

　　盡管近年來國內在碳纖維復合材料技術上取得了長足的發展，但與國外復合材料技術發展與規模化應用方面還存在很大差距，具體分析如下：

 

　　1、需求牽引不足。由于市場缺乏消費動力，政策配套還未健全，制造商并未從碳纖維制造高投入中獲得高收益，嚴重制約了生產積極性，難以實現大規模產業化。

 

　　2、碳纖維方面的差距。雖然近年來我國碳纖維產能快速放大，但差距依然存在。與國外相比，國產原絲大多雜質含量高、質量不夠穩定、離散系數大，成本還需進一步降低。

 

　　3、復合材料制造技術差距。滿足快節拍低成本制造的相關材料和自動化裝備滯后。目前國內已經有滿足低成本要求的碳纖維材料、快速制造的樹脂材料和配套 工藝 材料。國內相關材料雖然也在研發，但尚未形成 標準 和實現工業應用。

 

　　4、設計開發和試驗技術落后，能力不足。目前，復合材料設計軟件均來自于國外，覆蓋復合材料設計、工藝仿真、力學性能分析的系列仿真軟件。既懂制造又懂 復材 設計的人才稀缺，這些方面都需要在后續研發和應用中逐步積累和完善。

 

　　5、復合材料維修技術尚未全面開始研究。基于VAT技術的修補材料及修復補強技術需要進一步推廣。

 

　　6、工業化的復合材料回收再利用技術還不成熟，尚未形成一條完整的復合材料回收利用產業鏈，需盡快開展碳纖維復合材料廢品的循環利用技術的研發工作，提高碳纖維產品的利用效率。

 

　　經過國內這些年的努力，國內碳纖維的生產已經達到一個相當高的水準，國內人才儲備已經日漸成熟，工業化的快節拍低成本制造已經開始，英特力新材料公司率先在行業內已經具備獨立設計，獨立成批量制造的能力，萬事俱備，只差市場的東風。我們有理由相信碳纖維智造大時代即將來臨。