目前，汽车上常用的复合材料主要有纤维增强复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料等。
6.5.3.1 纤维增强复合材料（FRP）
纤维增强复合材料是汽车轻量化的最重要的材料，它是由纤维、树脂、填充料三部分组成的，其基体是塑料。FRP中较典型的有玻璃纤维增强塑料和碳纤维增强塑料。
（1）玻璃纤维增强塑料（GFRP）
这种复合材料是以树脂为基体，以玻璃纤维增强的复合材料，俗称玻璃钢。玻璃纤维是由玻璃熔化后以极快的速度抽制而成，直径多为5～9 μm，柔软如丝，单丝的抗拉强度达到1 000～3 000 MPa，且具有很好的韧性，是目前复合材料中应用最多的增强纤维材料。玻璃钢力学性能优良，抗拉强度和抗压强度都超过一般钢和硬铝，而比强度更为突出，因而广泛应用于制造各种机器护罩、复杂壳体、车辆、船舶、仪表、化工容器、管道等。许多新建的体育馆、展览馆、商厦的巨大屋顶都是由玻璃钢制成的，它不仅质量轻、强度高，而且还能透过阳光。
玻璃钢用作汽车零部件材料，可减轻汽车自重，提高汽车性能。目前常用于制造汽车通风和空调系统元件、空气滤清器壳［图6-8（a）］、仪表板、发动机罩［图6-8（b）］、行李箱盖和座椅架［图6-8（c）］等。
（2）碳纤维增强塑料（CFRP）
碳纤维增强塑料是以碳纤维为增强材料，以工程塑料为基体的复合材料。它不仅保持了玻璃钢的众多优点，而且许多性能高于玻璃钢。其强度和弹性模量均超过铝合金，甚至接近高强度钢，而密度比玻璃钢小，是目前比强度和比模量最高的复合材料之一，同时具有较高的疲劳强度、优良的耐磨性、减摩性及自润性、耐蚀性和耐热性等。其主要缺点是比较脆，碳纤维比玻璃纤维更光滑，因此与树脂黏结力更差。其主要用于制造要求比强度、比模量高的耐磨件、耐蚀件等。
图6-8 汽车上的玻璃纤维增强塑料
（a）空气滤清器外壳；（b）发动机罩；（c）座椅架
碳纤维增强塑料将是汽车工业大量使用的增强材料。目前汽车耗油量要求逐年下降，要使汽车轻量化、发动机高效化，都要求有质轻和一材多用的轻型结构材料，而碳纤维增强塑料则是最理想的材料。碳纤维增强塑料在汽车上主要用于底盘系统中的悬置件、弹簧片、框架、散热器等；传动系统中的传动轴、离合器片、加速装置等；发动机系统中的推杆、连杆、摇杆、水泵叶轮等；车体上的车顶内外衬、地板、侧门等。图6-9所示为碳纤维增强塑料的应用。(www.xing528.com)
图6-9 碳纤维增强塑料的应用
（a）汽车底盘零部件；（b）尼康D5300相机外壳；（c）网球拍；（d）登山杖
6.5.3.2 金属基复合材料（MMC）
金属基复合材料通常是由低强度、高韧性的基体和高强度、高弹性模量的纤维组成的。金属基复合材料的基体大多采用铝、铜、铝合金、铜合金、镁合金和镍合金，增强材料一般为纤维状、颗粒状和晶须状的碳化硅、碳化硼、氧化铝和碳纤维，要求具有高的强度和弹性模量（抵抗变形及断裂）、高抗磨性（防止表面损伤）与高化学稳定性（防止与空气和基体发生化学反应）。
（1）纤维增强金属基复合材料（FRM）
它是利用纤维的特性制造质轻的结构材料。其优点为比强度高、比刚性高，制成同等强度的零件可使重量下降；耐磨性和耐热性能好；热传导和电导性优良。因而FRM材料在汽车上常用来制造活塞环、连杆、气缸体、活塞销等。
（2）颗粒、晶须增强金属基复合材料
颗粒及晶须增强金属基复合材料是目前应用范围最广、开发前景最大的一种金属基复合材料。这类材料的金属基大多数采用密度较低的铝、镁和铜合金，以便提高复合材料的比强度和比模量，其中较为成熟、应用较广的是铝基复合材料。这类复合材料所采用的增强材料为碳化硅、碳化硼、氧化铝颗粒或晶须，其中以碳化硅为主。汽车工业上应用的碳化硅颗粒铝合金基复合材料发展最快，它的强度比中碳钢好，与钛合金相近而又比铝合金略高，其耐磨性也比铝合金和钛合金好，密度只有钢的1/3，与铝相近。在汽车上多用来制造发动机活塞、喷油嘴部件、制动装置等。
6.5.3.3 陶瓷基复合材料
陶瓷具有耐高温、抗氧化、高弹性模量和高抗压强度等优点，但由于脆性大经不起冲击，因而限制了陶瓷的使用。20世纪80年代以来，通过在陶瓷材料中加入颗粒、晶须及纤维等得到的陶瓷基复合材料，使陶瓷的韧性大大提高。
陶瓷基复合材料具有高强度、高弹性模量、低密度、耐高温、高的耐磨性和良好的韧性，目前已用于高速切削工具和内燃机部件上。汽车工业的研究重点是用陶瓷替代金属制造发动机的零部件。汽车发动机部件乃至整机，用陶瓷材料可以提高热效率，无须水冷，而且比硬质合金的重量轻得多。例如，采用氮化硅陶瓷复合材料制造发动机的涡轮增压器，比镍基热合金涡轮增压器的重量减轻34%，起动到104 r/min所需的时间缩短了36%。
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