而碳高溫纖維復(fù)合材料自行車，已成為目前自行車王國中的佼佼者，其研發(fā)、生產(chǎn)目前已遍及世界發(fā)達(dá)國家。 性能優(yōu)異超過金屬材料 西安航天復(fù)合材料研究所吳大云認(rèn)為，碳纖維及其復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐腐蝕、耐沖擊、抗疲勞和尺寸穩(wěn)定性高等一系列優(yōu)異性能。采用碳纖維復(fù)合材料制造自行車首先能有效地降低自行車重量。碳纖維樹脂基復(fù)合材料的密度通常為1.6g/cm3，是鋼的l/5，較鋁材則減重40%左右。在臺灣自行車業(yè)界有這樣的說法，“自行車重量降低1克，賣價可提高1美元”。據(jù)專業(yè)的測算，對一輛結(jié)構(gòu)相同的自行車，若重量相差4磅（約1.8公斤），同一運動員在2公里的行程中，重的那輛要慢193英尺（約58.82米）。

其次是提高了車身的整體剛度，安全性增加。吳大云指出，碳纖維復(fù)合材料中基體是以連續(xù)相形式包圍著大量獨立存在的纖維，這種由多相組成的材料在受到?jīng)_撞時，即使有少量的多晶莫來石纖維斷裂，其載荷會迅速重新分配到未破壞的纖維上，使結(jié)構(gòu)還能承載，大大提高了騎乘的安全性。而一般金屬材料的疲勞破壞是沒有明顯征兆的突發(fā)性破壞。研究表明，碳纖維復(fù)合材料車架耐沖撞試驗可達(dá)100萬次以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了JIS-9401-1984規(guī)定的10萬次標(biāo)準(zhǔn)。

 再次是顯著改進(jìn)了自行車的抗震性。剛度好的車架有利于驅(qū)動力的轉(zhuǎn)換，操縱性能提高。碳纖維復(fù)合材料自行車結(jié)構(gòu)堅固，不易變形，而且減震效果突出。據(jù)報道，對形狀與尺寸相同的車架進(jìn)行試驗表明，鋁合金車架需要9秒才能停止振動，而碳纖維復(fù)合材料車架只需2.5秒就可停止，復(fù)合材料良好的阻尼性減輕了自行車的顛簸。不僅如此，和金屬相比，碳纖維制成的自行車還具有良好的耐銹蝕性。高分子材料的耐酸堿、工業(yè)大氣性能良好，因此使用碳纖維樹脂基復(fù)合材料制成的自行車零部件有無可置疑的耐環(huán)境性能。 設(shè)計制造更為復(fù)雜 業(yè)內(nèi)專家透露，雖然具有優(yōu)異的性能，但是復(fù)合材料自行車的設(shè)計和制造也遠(yuǎn)比一般金屬材料自行車要更為復(fù)雜，目前我國在這個領(lǐng)域和國外先進(jìn)水平還有不小的差距。

 國外在上世紀(jì)80年代中期，歐美一些自行車生產(chǎn)廠家開始研制碳纖維自行車。近年來，日本、美國、西歐及中國臺灣利用對飛機(jī)部件的設(shè)計制造方法，分析了車架的應(yīng)力承受情況，對受力較大的部位予以增強(qiáng)，更符合空氣動力學(xué)要求。用內(nèi)部加壓注塑的方法制成的整體式碳纖維車架，整個自行車的重量可控制在7.5公斤左右，較管狀粘接的車架輕20%，而剛性與鉻鉬車架相當(dāng)，可以避免粘接問題，擺脫了傳統(tǒng)的菱形車架模式，制造更趨于流線型、多樣化。通過在樹脂中添加適量染料，還可使其表面更加艷麗。 西安航天復(fù)合材料研究所王曉潔、張世杰透露，歐美等國的自行車廠商與研究部門密切合作，對自行車進(jìn)行了計算機(jī)輔助受力分析和強(qiáng)度計算，使自行車外形更符合人機(jī)工程學(xué)的要求。

 我國臺灣地區(qū)的捷安特公司與臺灣材料研究室于1985年共同開發(fā)碳纖維自行車，在不長的時間內(nèi)即成功地開發(fā)了鋁合金金屬壓注接頭膠接碳纖維自行車車架。1988年，捷安特公司開始批量生產(chǎn)聯(lián)合開發(fā)的碳纖維自行車車架，并組裝整車上市，在島內(nèi)外自行車市場引起了極大的反響。 1993年，天津飛鴿自行車（集團(tuán)）公司和北京環(huán)航復(fù)合材料公司聯(lián)合投資開發(fā)粘接型碳纖維自行車。深圳中華自行車公司自籌資金在1993年底建成一個生產(chǎn)廠，生產(chǎn)自行車用碳纖維管，目前已研制出可焊接碳纖維管自行車。近幾年來，國內(nèi)一些企業(yè)在復(fù)合材料自行車的研制上也取得了進(jìn)展，但是由于價格偏高，還沒有大批量生產(chǎn)和銷售。 碳纖維原材料是發(fā)展瓶頸 據(jù)介紹，國內(nèi)在該領(lǐng)域起步較晚，目前還未得到大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，除了研發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)的落后，原材料也成為我國復(fù)合材料自行車發(fā)展的瓶頸。 連云港迎雁新材料有限責(zé)任公司周恒香表示，我國聚丙烯腈基碳纖維的研究始于20世紀(jì)60年代末，由于碳纖維是重要的軍工材料，國外對我國進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)封鎖和禁運，我國碳纖維基本上是以自主研發(fā)為主。從1976年山西煤化所第一條PAN基碳纖維生產(chǎn)線建成至今已有連云港中復(fù)神鷹碳纖維有限公司、吉林石化公司、威海拓展等公司具備生產(chǎn)T300碳纖維原絲和碳絲的能力。但大部分企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模小，只能部分應(yīng)用于軍工產(chǎn)品，對于民用市場用量最大的12K碳纖維只有個別公司能夠穩(wěn)定生產(chǎn)。

 據(jù)悉，幾年前由于碳纖維原料價格很高，在最高峰時進(jìn)口碳纖維12K的市場價格在500元/公斤以上，3K的市場價格在2000元/公斤以上，國內(nèi)的碳纖維還不能用到自行車的生產(chǎn)上，所以一部自行車的價格都在幾萬元以上。近年來，國產(chǎn)碳纖維已經(jīng)能夠成熟穩(wěn)定地生產(chǎn)，打破了國外碳纖維的技術(shù)封鎖，碳纖維的價格回歸理性，現(xiàn)在國產(chǎn)碳纖維的價格只是進(jìn)口碳纖維最高峰時的1/4，國內(nèi)企業(yè)可以用國產(chǎn)碳纖維設(shè)計、生產(chǎn)碳纖維自行車配件，碳纖維自行車將不再是“陽春白雪”了。“當(dāng)然，我們還需要在制作工藝上下工夫，不斷提高碳纖維自行車配件生產(chǎn)的自動化水平，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，使碳纖維自行車從天價回歸到一個合理的價格水平。”周恒香說。 全世界每年生產(chǎn)的自行車總量超過1億輛，而碳纖維自行車只有70萬輛，性能這么優(yōu)越的材料在自行車的生產(chǎn)總量中只占很低的比例。業(yè)內(nèi)人士指出，隨著國產(chǎn)碳纖維自行車的開發(fā)生產(chǎn)，制作的自動化水平不斷提高，碳纖維自行車能夠走進(jìn)中國尋常百姓家已經(jīng)為時不遠(yuǎn)。