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由于碳纤维增强聚合物基复合材料有足够的强度和刚度，其适于制造汽车车身、底盘等主要结构件的轻材料。预计碳纤维复合材料的应用可使汽车车身、底盘减轻重量40%~60%，相当于钢结构重量的1/3~1/6。
英国材料系统实验室曾对碳纤维复合材料减重效果进行研究，结果表明碳纤维增强聚合物材料车身重172kg，而钢制车身重量为368kg，减重约50%。但由于碳纤维制造成本过高，碳纤维增强复合材料在汽车中的应用有限，仅在一些F1赛车、超级跑车、小批量车型上有所应用。
碳纤维还因为其环保、耐磨的特点而应用在刹车片上，但含有碳纤维复合材料的产品格外贵，所以目前这种刹车片还主要应用在轿车上。碳纤维制动盘被广泛用于竞赛用汽车上，例如F1赛车上。它能够在50m的距离内将汽车的速度从300km/h降低到50km/h，此时制动盘的温度会升高到900℃以上，制动盘会因为吸收大量的热能而变红。碳纤维制动盘能够承受2500℃的高温，而且具有非常的制动稳定性。
虽然碳纤维制动盘具有性能卓越的减速性能，但是目前在量产的汽车上使用碳纤维制动盘却并不实际。
因为碳纤维制动盘的性能在温度达到800℃以上时才能够达到较好。也就是说，必须在行驶了数公里之后，汽车的制动装置才能进入工作状态，这对于大多数只是短途行驶的车辆并不适用。另外，碳纤维制动盘的磨损速度很快，制造成本也非常高。
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