【专业讲堂】赛车行业中的碳纤维复合材料和金属材料
一级方程式赛车是赛车运动中最重要的比赛之一。这项比赛诞生于1950年，在四大洲举行了20多项赛事，虽然只有10支球队参加比赛，但是其中7支总部在英国。此外，这7个团队都位于米德兰兹郡Silverstone赛车场周围80英里的区域。
这些团队自然会在供应商和服务公司之间散布大量业务。经计算，该业务的营业额约为90亿英镑。大量公司出口到世界各地，占出口销售额的87％。由于技术在比赛结果中起着如此重要的作用，因此各车队正在不断研究和开发新的解决方案，以使其跻身第一。
赛车复合材料
一级方程式赛车一直是赛车行业技术的先驱。1981年它在赛车比赛中首次引入了第一个复合材料底盘，该底盘由碳纤维增强环氧树脂复合材料制成，通过与美国公司Hercules Aerospace（现如今的美国Hexcel公司）共同开发。
随着80年代在一级方程式中引入碳纤维复合材料，这种材料已经渗透到更多系列中，现在几乎在所有国际比赛中碳纤维复合材料均被普遍使用。因为它为结构应用提供了更好的比刚度和比强度，这也就意味着可以以较小的质量制造车辆，从而使汽车在赛道上的行驶速度更快。
复合材料（尤其是碳纤维）可以多种不同形式使用，并通过与各种各样的基体结合来充分实现每种应用的可能性。除了高比强度和高比刚度，它还具有可预测的碰撞行为特征，使其非常适合碰撞结构。这在撞车事故普遍且因此安全至关重要的赛车赛事中显然很重要。
PAN基碳纤维：赛车行业广泛应用
赛车运动中最常用复合材料的增强体是碳纤维。然而，由于碳纤维具有一定的导电性，因此在赛车某些应用领域需要进行特殊化处理，例如定制电池组中的赛车电池，对于这些应用，最好选择如玻璃纤维等为增强体。
碳纤维也有不同类型，如聚丙烯腈（PAN）和中间相沥青（MP）均是碳纤维两种不同的前驱体，其中PAN基碳纤维是最常用的，因为它们比MPCF便宜。PAN基碳纤维按照拉伸模量，又可分为三类：高模量、中模量和低模量。赛车运动中最常用的树脂是环氧树脂、氰酸酯和专有的耐高温树脂体系。
作为对比，复合材料的密度为1.5g/cm³，而钢的密度为8.0g/cm³，铝为2.7g/cm³，钛为4.5 g/cm³。因此在强度和刚度相近的情况下，复合材料密度更低。因此，这意味着在涉及结构要求高的应用且重量轻的情况下，复合材料占据上风。MPCF主要用于需要极高的刚度/重量比的航天领域。这些材料通常太昂贵，并且具有其他特性，使其在赛车运动中不如PAN基碳纤维那么吸引人。
赛车行业中的金属
尽管一级方程式赛车超过80％是由复合材料制成的，但金属零件在许多领域仍然起着至关重要的作用。主要包括发动机、变速箱和悬架等。金属零件通常具有高强度和耐磨性、复杂的几何形状和较高的尺寸精度要求。对于所有这些类别，金属都比较出色，因此在复合材料之前就选择了金属。
与复合材料有不同的类型相似，赛车中最常用的材料也比较多，如铝、钛和钢。每一种都有几种合金组成，可以与表面涂层和热处理结合使用。在不同的温度、应变和疲劳条件下，它们都具有极高的强度和耐磨性。
有时候设计工程师会将金属和复合材料结合到某些组件中，例如机翼、底盘、悬架，以在正确的位置利用每种材料的特性。
（参考bold valuable）