碳纤维自行车(Carbon Bike)主要是中高档的竞赛用自行车，作为新兴材料，碳纤维主要应用于车架(碳架)、前叉、轮组(碳刀车圈)等。

自行车的材料有已往使用的铬钼钢以外，还有铁、铝、钛、碳纤、镁等不断出现新材料。碳纤维不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性。它比重不到钢的1/4.但强度却非常强。而且其耐蚀性出类拔萃，是新一代增强纤维。碳纤维广泛用于民用、军用、建筑、航天以及超级跑车领域。

碳纤维的种类介绍

全碳

所有的碳纤维自行车配件全部采用碳纤维材料。

半碳

很多自行车采用铝合金+碳纤维来制造。比如一个车架，可能上管会采用碳而其它部位则铝合金(或者后三角采用碳···)，前叉臂用碳纤维，前叉管用铝合金制造，这样的就可以说是半碳的。

包碳

有些车架、车把、把立、曲柄、前叉、坐杆等配件，厂家用铝合金制作，然后在表层包了一层碳布，这就是包碳的东西。

材料环境

碳纤维和环境的关系

碳纤维含有树脂因此也可以说耐酸。但是对碳纤维来说应多考虑内在因素，它用树脂因此树脂老化的可能性是存在的。碳纤维制自行车不使用时应该避开阳光，日光和环境的温度对它的影响最大。

钛和环境的关系

耐腐蚀性极佳(被使用在和原子能有关的部门)，不怕雨水、不怕受伤、沾上水滴也不用抹乾净。用这种材料制作自行车实在浪费，但是钛也有缺点如前述(异种金属腐蚀)，如铝制配件和钛制配件接合在一起时逐渐被腐蚀掉。

除了钛之外，其他金属之间也会发生异种金属腐蚀，尤其是坐管部位，例如，把铝制坐管和铬钼钢车架接合在一起而不管它时，接触面变成褐色，甚至于无法把它们解脱下来。

金属的疲劳度

金属疲劳

制作自行车车架的材料有铬钼钢、铝、钛、碳纤等。其中用最薄的管来制作的是铬钼钢车架。它的加工性好，材料便宜，骑感好，但它必需制成薄壁管，这种薄壁的管会有较高的拉伸强度和加工性。

铬钼钢的强度较容易逐渐减弱，也就是较容易疲劳的现象表现在如下：

1.同样的冲击力加在各种材料上，铬钼钢薄管所发生的应力最大(容易发生疲劳而引起的破坏)。

2.对铬钼钢的研究的历史较长，最大限制地利用它的特性制成极薄壁的管，应力虽然发生的各个局部部位，但是对整个管来说会发生较高的应力。

3.由生锈引起的全面腐蚀将会引起管壁的变化，结果这个现象又提高了应力，引起疲劳破坏。

4.应力集中在局部而生锈、或者外伤引起的凹处，从该处引起疲劳破坏。

5.参加比赛时产生的冲击，使车架发生较高的应力，使用的次数越多，疲劳破坏也逐渐增多。

以上主要是针对铬钼钢，但是铝合金制的车架发展迅速，有许多用薄壁的铝管制作的车架，它们是否上述的铬钼钢制车架一样，发生疲劳破坏呢?尤其是铝没有耐疲劳限度，很小的应力也必定会产生破坏。其应力越大破坏所需时间越短。所出售的极薄壁管的铝制车架，厂家都未明确注明其寿命。

研制开发

自行车是人们日常生活中不可缺少的代步工具,其造价低廉,维修简单,使用方便,深受世界各国人民喜爱,形成了巨大的自行车消费市场,随着现代社会的飞快发展,自行车已不仅仅是交通和运输工具,已具有集健身、旅游、竞赛等多种功能。自行车档次的高低取决于材料的选择和做工。典型的低、中、高档自行车构架分别由碳钢、铬钼合金及铝合金和碳纤维制造。碳纤维是一种新型的复合材料,它有重量轻、比强度高、比刚度大的优点,而且具有可设计性和易成型性,从而使设计的结构有更高的结构效率。

研发进度

世界各国都对研制新形态、新材料的自行车投入了巨大的人力、物力、财力。车架是自行车的骨架,它在很大程度上决定了自行车的造型和使用性能。美国、英国和台湾地区等都已开发生产出碳纤维自行车车架。

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