碳纤维复合材料在飞机、汽车上已经得到了较为广泛的应用，在高速轨道交通领域的应用也正逐步从车体内部装饰、车内设备等非结构零件材料向车体等主要承载构件延伸、扩展。列车速度的提高，要求机车牵引功率提高和列车自重减轻。就轻量化而言，不锈钢优于耐候钢，铝合金又优于不锈钢，而复合材料则是最佳选择。碳纤维复合材料替代钢铁材料将全面提升制造业水平。
在武器装备结构轻量化中的应用：高性能碳纤维复合材料已经开始在武器装备主结构件上应用。随着先进复合材料制备技术水平的不断提高，碳纤维复合材料整体舱段、全碳纤维复合材料整体连接、碳纤维复合材料大型空间伸展结构等主结构件和复合材料推力室的研制取得重要进展，支撑了若干重点装备的研制。
在飞机结构轻量化中的应用：军机如F35中机翼蒙皮几乎全用碳纤维复合材料，F22 中复合材料用量达40%。民机如A380的压力舱端盖、中央翼盒等承力件都用上了复合材料，用量超过20% ; B787中复合材料用量已达结构用材的 50% 。据统计，主要由航空燃油燃烧造成的 CO2排放占人类活动造成的 CO2总排放的2%。20年来，民机结构轻量化已使每 100 位乘客每公里燃油耗量由8升降低到5升甚至 3 升，随着复合材料越来越多被采用，油耗量将更低。仅此可见碳纤维复合材料对于低碳经济的贡献。
在轨道交通结构轻量化中的应用：复合材料地在铁车辆上的应用有: 列车头罩、第三轨保护罩、导电轨支架、电缆线桥架、逃生平台、无砟轨道充填式复合材料垫板、铁轨连接用鱼尾板、铁路信号灯、FRP 隔音屏障等。复合材料在铁路客车上的应用有: 车顶顶板，侧墙板、端板，地板，间壁，整体卫生间等。复合材料在高速火车上的应用有: 车头鼻端、车头导流罩、司机台仪表框、车门窗框、车顶罩、蓄电池箱。车厢内饰件、车体、车头前端、转向架、车轮、车轴、轨枕等。国内目前主要有株洲电力机车广缘科技有限责任公司( 与国防科技大学合作)等为数不多的企业生产轨道交通用复合材料产品，制品已用于多型国产高速列车和城轨、地铁车体。
在汽车结构轻量化中的应用：由于碳纤维制造成本过高，碳纤维增强复合材料在汽车中的应用有限，最初仅在一些F1 赛车、超级跑车、小批量车型上有所应用，如兰博基尼、柯尼塞格、雷克萨斯LFA、 GT-R、保时捷911 GT3 承载式车身等。随着碳纤维制造成本的下降、复合材料制造工艺的成熟，各大主机厂纷纷进行碳纤维零部件的开发，如今被广泛地应用于高价值民用轿车上。宝马与德国SGL、日本三菱丽阳成立合资公司，计划13 年量产i3 采用碳纤维车身，并与波音公司联合研究碳纤维循环利用技术;通用公司与日本帝人合作开发热塑性碳纤维复合材料零部件60s 内热冲压成型技术， 2015 年以后上市的面向普通客户的主力车型;奔驰与日本东丽成立合资公司，开发短循环树脂迁移模塑(RTM) 技术，于2012年起为戴姆勒公司轿车提供大批量生产的CFRP 部件;福特与陶氏化学合作，2015 年开始在福特斯新车上采用碳纤维零部件，2020年起大面积使用，福特表示碳纤最大将能够减轻340kg 车重。此外，大众、丰田、日产等也在进行碳纤维零部件的开发。
山东英特力新材料有限公司，联合山东大学，开展高性能功能化军用及民用T800S碳纤维复合材料装备轻量化结构的前瞻性研究和产业化应用。包含干喷湿纺T800S级高性能碳纤维关键制备技术及其结构性能研究;应用于军用方舱、汽车标准件、箱载体等L-RTM及模压一体化成型的碳纤维专用韧性高性能环氧树脂基体开发;碳纤维复合材料制品模压成型及其有限元分析;采用高模量碳纤维材料结合优化环氧树脂基体并基于L-RTM及模压技术对复合材料结构进行优化设计。
山东英特力新材料有限公司是集研发、生产和销售高性能碳纤维复合材料制品为一体的高新技术民营企业，拥有轻量化结构制品相关发明及实用新型专利15项，负责特种树脂基体开发及高强度碳纤维复合材料制备及在军工结构制品中的性能测试及实际运用;山东大学拥有高性能碳纤维制备及应用的3项核心发明专利，负责高强度高模量T800S碳纤维的研究及生产。项目经前期合作，已建成碳纤维复合材料系列方舱生产线二条，碳纤维复合材料系列方舱附件生产线一条，已研制成功的系列特种方舱，具备重量轻、比强度高、比刚度高、水密闭及光密闭性好、耐腐蚀、耐盐雾、可扩展防弹功能、性价比高等特点，较传统方舱重量减轻50%-70%，在指挥通信车系列产品中得到广泛应用，解决了指挥通信车超重、越野性能差及在沿海地区使用寿命短的问题，目前已大量装备部队使用。项目将逐步推进军民融合产业发展，军用装备结构实现连续化生产，开发系列民用汽车标准件，箱组载体等民用装备结构，实现规模化应用。项目完成后新增碳纤维复合材料系列方舱生产线三条，碳纤维复合材料系列方舱附件生产线两条，碳纤维复合材料汽车附件产品生产线一条及箱组载体生产线一条。
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