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碳纖維復(fù)合材料在汽車上的最早應(yīng)用可以追溯到1981年的一級(jí)方程式邁凱倫 MP4/1賽車中。雖然此前CFRP復(fù)合材料多次應(yīng)用于賽車小組件中，但MP4/1 才是第一個(gè)真正意義上將碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用于整個(gè)底盤設(shè)計(jì)的賽車。通過增加相關(guān)材料鏈軸部位的負(fù)荷，碳纖維復(fù)合材料賽車的剛度重量比大大提高了，這讓賽車變得更輕、更快、更安全了，而后再也沒有離開過F1賽場。
當(dāng)今的一級(jí)方程式賽車的CFRP復(fù)合材料部件用量占整體賽車的85％，由于碳纖維早期是非常先進(jìn)的一種材料，使用在F1賽車中的碳纖維需要經(jīng)過復(fù)雜的工藝，在做成碳纖維復(fù)合材料之前，會(huì)經(jīng)過纖維-編織-預(yù)浸料等工藝，但盡管材料和工藝如此復(fù)雜，碳纖維材料已被F1和賽車運(yùn)動(dòng)市場使用了將近40年。
由于CFRP復(fù)合材料有足夠的強(qiáng)度和剛度，其適用于制造汽車車身、底盤等主要結(jié)構(gòu)件的材料，但是由于碳纖維自身具有脆性的特點(diǎn)，容易斷裂和分層，目前人們制造汽車的過程中正面臨從金屬到碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的過渡，這些材料的失效機(jī)理通常比金屬的復(fù)雜得多。
首先，在金屬結(jié)構(gòu)中，基材裂紋通常始于本身的缺陷或應(yīng)力集中，然后在疲勞載荷作用下進(jìn)行傳播最終韌性失效。然而復(fù)合材料中的損傷形態(tài)卻完全不同：主要的原因是存在大量微觀缺陷，例如樹脂與預(yù)浸料固化收縮過程中可能會(huì)發(fā)生的微裂紋，并且這些微裂紋最終可能發(fā)展為不同的破壞機(jī)理。
其次，大多數(shù)金屬具有延性破壞機(jī)制，因此可以通過塑性變形的形式通過視覺直觀的感受到到韌性過載。因此，在結(jié)構(gòu)超載和疲勞斷裂故障之間通常會(huì)有一個(gè)較為明顯的視覺警告期。而碳纖維纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，斷裂韌性發(fā)生在基體內(nèi)部，由于碳纖維脆性變差，因此會(huì)突然失效。
最后，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料如斷裂，基體裂紋，基體纖維脫粘，分層，空隙，層錯(cuò)位，缺乏浸漬和纖維波紋度等。尤其增強(qiáng)碳纖維的分層最為致命，因?yàn)楫?dāng)在整個(gè)厚度范圍內(nèi)加載層壓板時(shí)，碳纖維很容易產(chǎn)生縱梁跳動(dòng)等造成以上連鎖反應(yīng)。所以不同的碳纖維增強(qiáng)預(yù)浸料通常應(yīng)考慮元件應(yīng)力所生產(chǎn)的連鎖斷裂韌性。
為了提高CFRP復(fù)合材料的斷裂韌性，通常采用樹脂添加聚合物等增韌添加劑來增強(qiáng)碳纖維的韌性。但這會(huì)改變樹脂的流動(dòng)性、重量及與預(yù)浸料的浸潤性等，目前國外已使用靜電紡絲納米纖維作為夾層使用在F1方程式復(fù)合材料層間制作的前后空氣套件、底盤、尾翼、結(jié)構(gòu)件等，可以有效的提高增強(qiáng)型碳纖維的斷裂韌性和沖擊吸能。以大連義邦Xantu. Layr納米纖維膜為例，可以在不增加樹脂和碳纖維的重量、厚度的情況下增加碳纖維的斷裂韌性值。根據(jù)國外有關(guān)機(jī)構(gòu)通過一系列的力學(xué)和熱性能部分測試結(jié)果，顯示了納米纖維層間對(duì)CFRP復(fù)合材料力學(xué)和熱性能的影響。
根據(jù)上圖測試結(jié)果所示，Xantu.Layr納米纖維膜，可以在不犧牲碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料面內(nèi)力學(xué)性能的前提下，提高碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料的斷裂韌性。納米纖維膜的存在也可以有效地提高碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料的面內(nèi)力學(xué)性能，如抗彎強(qiáng)度、抗彎模量和抗壓強(qiáng)度。
由于碳纖維復(fù)合材料在F1方程式賽車中優(yōu)異的表現(xiàn)，而后這種材料受到了美國相關(guān)機(jī)構(gòu)的重視，他們希望將這種材料作為覆蓋材料用于武裝直升機(jī)機(jī)身底部，以嘗試直升機(jī)承受地面火力攻擊達(dá)到?jīng)_擊吸能的作用，從此碳纖維從民用走向了軍工。
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