在宇航和体育器材等行业中，碳纤维复合材料已经得到了广泛的应用，但是在高铁行业中，碳纤维复合材料的应用还趋于保守。一方面是国内对碳纤维原丝的研究起步较晚，可供参考的资料较少，同时又缺乏碳纤维部件开发经验，导致国内碳纤维发展情况远落后于美日等国家；另一方面，中国高铁平均时速超过200km/h，最高时速达到350km/h以上，超高的速度对车体结构以及车厢的材料要求非常严格，材料各项物理性能必须符合较高的标准。

         碳纤维复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、不同温差下蠕变小等优异性能，在减重方面效果显著，但是要满足在高铁上的大规模使用，还需要符合轨道车辆材料的特殊性能要求。江苏一家知名的碳纤维复合材料生产企业——苏州天正新型保温材料有限公司在用于航空、汽车、医疗等碳纤维复合材料的基础上，研发出适用于高铁的新型碳纤维复合材料，这种材料密度仅1.6g/cm^3，强度可达2000MPa以上。相对于铝合金，可减重40%左右。不仅具有轻质高强、隔音降噪、耐腐蚀等优异功能，还能阻燃环保，有助于高铁摆脱传统钢结构车身，实现了超轻量化，并且速度加快的同时也降低了能耗，对于高铁安全提速意义深远。可以说，近年来中国高铁的迅猛发展，与碳纤维等各类高科技纤维材料的运用关系密切。随着我国轨道交通的迅速崛起，轨道交通车辆装备制造技术也在逐步提升，因此对车辆安全性、舒适性、节能减排、绿色环保、运营速度和载客能力等方面提出了更高的要求。碳纤维复合材料作为一种新材料，对高铁意义主要表现在轻量化和安全性两个方面：

        一、轻量化

        我国轨道交通工具正经历着从“金属时代”到“碳材时代”的跨越。由于碳纤维重量轻，密度跟塑料差不多，仅1.78g/cm3，大量使用碳纤维零部件，可以减少传统钢结构在高铁车身中所占的比重。虽然质量轻，但是其强度却高于金属材料4-5倍，能够满足高铁车辆的强度要求。

        车体作为现代动车组车的安装基础和承载骨架，均采用整体承载的钢结构或者轻金属结构，但是并不能实现在轻量化的前提下满足强度和刚度要求。采用碳纤维三明治复合材料构件铝蜂窝夹芯结构更容易实现轻量化，与传统铝合金车体相比，复合材料车体外壳总质量降低40%，车体的静强度、抗疲劳强度、防火安全性等各项性能指标均能满足设计要求。

        因此碳纤维在高铁上所占的比重将会越来越大，最终实现高铁的超轻量化，不仅如此，在磁悬浮列车和地铁上，碳纤维复合材料同样可以发挥作用。而高铁整体的超轻量化，有利于减少行驶时所受到的阻力，直接降低能耗，减少二氧化碳的排放，最终实现速度的提升。

        二、安全性

        碳纤维复合材料存在着不同的相与界面，这些不同的相与界面能够有效阻止和改变裂纹扩展方向；碳纤维复合材料基体中拥有大量独立的纤维每平方厘米的纤维少则几千根多至上万根。从力学角度而言，碳纤维复合材料属于典型的静不定体系。当构件超载并有少量纤维断裂时载荷会迅速重新分配在未破坏的纤维上，这样在短期内不会导致整个构件丧失承载能力，因此碳纤维复合材料具有较高的疲劳强度极限。

        采用碳纤维泡沫夹芯材质制成的车头罩抗冲击性能和力学性能突出，能耐住1kg铝弹的660km/h高速撞击和350kN的静载荷；用碳纤维制成的刹车片，可接受更多的制动摩擦热冲击，制动噪音低，耐磨性好，磨损率低于钢纤维刹车片，耐腐蚀性强，延长了刹车片的寿命。

        使用碳纤维制成的方向盘，机械强度和抗冲击性相比普通材料分别提高35%和20%以上；对于包括车厢装饰板、厕所、盟洗室、座椅、水箱、车前头盖板、双层客车两端车顶板等部位都叠合了一层阻燃性的碳纤维增强材料。除了阻燃性能之外，还能增强厕所、盟洗室、座椅及水箱的卫生性能和耐腐蚀性。

        综上所述，碳纤维复合材料不仅能够实现轻量化，并且保持碳纤维制品的高强度、阻燃性等特点。