1)碳纤维强化塑料(CFRP)。碳纤维由纤维和聚丙烯睛经高温加热处理制造而成,具有耐热性高,比重比铝和玻璃纤维还小,而且与塑料复合其强度可与钢和铝相匹敌。可是CFRP的成本与GFRP(玻璃纤维增强塑料)相比,远高很多,大多限于航空宇宙和体育用品范围内使用。
1979年,美国福特汽车公司发表了用GFRP制作轻型实验车的新构想(见图1),其中使用CFRP约300kg,燃费约可降低35%。该实验车主要是将CFRP材料应用于车体面板,其他是传动轴和板弹簧等功能性零件,同时,还尝试在发动机机体和连杆、活塞等零部件上应用。CFRP材料质轻,刚度和强度也高,因材料的各向异性,设计时,可在所需的方向保持其强度和刚性。CFRP的弹性模量是GFRP的4~9倍,是金属材料的3~4倍。如果成批生产,成本将进一步下降,故而它将是一种期望很高的复合材料。
2)纤维增强金属(FRM)。CFRP与GFRP具有各种优越的机械性能,但其基底是塑料,与金属相比耐热性差。因此,作为高温强度材料使用的FRM的研究十分盛行,并且揭开了可将其在汽车上使用的可能性。增强纤维有:碳元素、碳化硅、硼、氧化铝等。基底,开始有铝、铜及镍,后又有与各种目的相适应的钛、镁、锌及锡等。增强纤维与各种金属相结合,将制造出各种特性的FRM。现正进行将FRM应用于活塞、连杆及其他一些滑动零件的研究。因这种纤维价格高,以及还未达到成批生产的规模,它作为高温强度好的材料,其利用价值是相当高的。
3)金属-塑料层辑材料。将高强度钢板和铝、塑料等紧密结合在一起的材料是种理想的轻型材料,也是种夹层结构的层叠材料。由于它是在塑料芯的两面粘结上薄钢板或铝板,具自优越的隔热和隔音性能。层叠材料,它叫发挥与钢板相匹敌的刚性好的特点,它由塑料芯两面的金属板承受弯曲应力,由塑料芯材承受剪切应力。在同样刚性下,层叠钢板与一般钢板相比,质量是其30%~-70%, 如果对于层叠板质量有一定限制要求时,可由改变芯两面的金属板与芯板的厚度等来解决。层叠材料的成本一般是钢板的1~3倍,但它还存在一些需要解决的问题,如:使用在车体面板时,与各面板如何粘结拼合;在其表面金属钢板锈蚀时,刚性会降低等。然而随着层叠材料研究开发的进步,使它实用化将有很大的可能性。