从上世纪八十年代的日本新干线，到近几年作为制造业品牌化发展的中国高铁新技术，碳纤维复合材料应用于高铁制造中的步履缓慢，即便在发达的西欧，高铁中使用碳纤维复合材料的比重也不超过20％。这是因为，在材料选择与应用过程中，必须充分考虑高速列车强度要求高，抗疲劳强度大，需要耐碰撞、耐冲击、耐风沙磨损、耐温差和湿度变化，减振隔音效果好，隔热性和防电磁辐射性能优良，振动模态匹配复杂、寿命长等各种因素。碳纤维虽然具有种种优势性能，但是面对上述问题时，在实际的应用中仍显得比较保守。本文就高铁用碳纤维复合材料的轻量化应用途径，总结出以下几个方面的案例。

车体外壳

车体的作用是安装基础和承载骨架，现代动车组车体均采用整体承载的钢结构或者轻金属结构，以实现在最轻的自重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，在复合层中嵌入不锈钢骨架来改善车体的结构刚度，经大型热压罐整体成型得到复合车体。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、模态特性等各项性能指标均能满足设计要求。底架则需采用不锈钢，以便安装电气设备，易改性也高。碳纤维复合材料车体与不锈钢底架建采用了铆接、胶接及焊接相混合的连接形式。例如，2010年投入商业化运营的韩国TTX（Title train eXpress）摆式列车、法国的的TGV双层车体。

车头罩

采用真空导入工艺用单面模具制成，采用CFRP和KFRP铺层设计，中间是泡沫夹芯，整体分为上下两个罩体，上下罩体间以凹槽的形式相扣，沟槽的缝隙用橡胶填充，上下连接部位仍使用碳纤维复合材料。用碳纤维复合材料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，阻燃性能达到DIN5510标准S4级。成功案例有中车青岛四方股份2011年生产的500km/h高速试验车。

转向架

转向架的构架是高铁上特别重要的高强度部件, 是能相对车体回转的一种装置，起支承车体、转向和制动的作用，并保证机车车辆在轨道上安全平稳地运行。作为关系到整个车辆安全性的主承载件，转向架的性能必须满足安全?运行舒适以及耐磨损?易检修等多种要求?传统的转向架多采用优质碳素钢、低合金低碳高强度钢、耐候钢等制造，用层压方式将碳纤维复合材料叠层结构制成构件的侧梁，采用缠绕成型的方式将碳纤维复合材料制成横梁，这样的转向架整体比普通钢制构架能减轻30％。例如，韩国铁路研究院2011年设计的CFRP地铁转向架、德国HLD-L和HLD-300型转向架等。

受电弓滑板

受电弓滑板是机车供电系统重要集电元件，通常有碳滑板、金属滑板、浸金属碳滑板和粉末冶金滑板，国际上多采用碳滑板，如德国ICE和法国TGV。浸金属碳滑板既有碳材料的自润滑性，又兼具金属材料集电、强度和抗冲击力高的特点?但是碳纤维-金属复合材料滑板与之相比，优势则更加明显，碳纤维-金属复合材料滑板在集电、润滑、抗撞击性能方面都超过现有的金属滑板、碳滑板、浸金属碳滑板和粉末冶金滑板，其应用前景十分广阔?

车辆内装及设备

这部分包括车厢装饰板、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。一般以铝合金和高分子材料为主，如装饰板采用铝合金上叠合一层阻燃性的纤维增强塑料，除了阻燃性之外，厕所?盟洗室?座椅及水箱还要考虑到卫生和耐腐蚀性，在这一块，碳纤维复合材料的应用难度主要体现在造价方面，如果能大范围使用，轻量化的效果还是很明显的，技术难度也不是很高。

过渡车钩

用碳纤维增强复合材料做成的车钩结构紧凑，比钢铁过渡车钩减重50％。例如，德国福伊特（Voith）研制的用于故障列车牵引操作使用的便携式过渡车钩。