什么是碳纤维

碳纤维，指的是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维。耐高温居所有化纤之首。用腈纶和粘胶纤维做原料，经高温氧化碳化而成。是制造航天航空等高技术器材的优良材料。

碳纤维主要由碳元素组成，具有耐高温、抗摩擦、导热及耐腐蚀等特性 外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的。

碳纤维直径只有5微米，相当于一根头发丝的十到十二分之一，强度却在铝合金4倍以上。

优缺点

优点：

（1） 强度和弹性系数高、比重小（轴向强度和模量高）

（2） 疲劳强度高（耐疲劳性好）

（3） 比金属的震动衰减性好

（4） 潜变小（无蠕变）

（5） 耐摩耗性佳，摩擦系数小

（6） 热的扭安定性良好

（7） 极低温度下的热传导性小

（8） 耐腐蚀及耐化学性优异

（9） 具有导电性但为非磁性体

（10） X光射线的透过性大

（11） 具有电波的遮蔽性

（12） 比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好

缺点：

（1）破坏伸度小，有剪断或钻孔时，静力强度就会大幅度下降，而且耐冲击强度低；

（2）和纤维方向相比，非纤维方向及层间的物性低落，在最后破坏前和纤维方向成90度的横方向会龟裂，受冲击时会产生层间剥离，因此受冲击后残存强度低落；

（3）在吸湿情况下，高温时的物性低落。

（4）在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此，碳纤维在使用前须进行表面处理。

碳纤维的分类：

（1)根据碳纤维的性能分类

①高性能碳纤维(包括高强度碳纤维、高模量碳纤维、中模量碳纤维等)。
②低性能碳纤维(包括耐火纤维、碳质纤维、石墨纤维等
（2）根据原丝类型分类
①聚丙烯腈基纤维。
②黏胶基碳纤维。
③沥青基碳纤维。
④木质素纤维基碳纤维。
⑤其他有机纤维基(各种天然纤维、再生纤维、缩合多环芳香族合成纤维)碳纤维。
（3）根据碳纤维功能分类
①受力结构用碳纤维。
②耐焰碳纤维。
③活性碳纤维(吸附活性)。
④导电用碳纤维。
⑤润滑用碳纤维。
⑥耐磨用碳纤维。