碳纤维材料的性能

碳纤维材料的性能及应用摘要：介绍了碳纤维及其增强复合材料，详细介绍了碳纤维复合材料的分类和特性,着重阐述了碳纤维及其复合材料在高新技术领域和能源、体育器材等民用领域的应用,并对未来碳纤维复合材料的发展趋势进行了分析。

关键词：碳纤维性能应用0引言碳纤维复合材料具有轻质、高强度、高刚度、优良的减振性、耐疲劳和耐腐蚀等优异性能。

以高性能碳纤维复合材料为典型代表的先进复合材料作为结构、功能或结构/功能一体化材料，不仅在国防战略武器建设中具有不可替代性,在绿色能源建设、节约能源技术发展和促进能源多样化过程中也将发挥极其重要的作用.若将先进碳纤维复合材料在国防领域的应用水平和规模视作国家安全的重要保证，则碳纤维复合材料在交通运输、风力发电、石油开采、电力输送等领域的应用将与有效减少温室气体排放、解决全球气候变暖等环境问题密切相关。

随着对碳纤维复合材料认识的不断深化，以及制造技术水平的不断提升，碳纤维复合材料在相关领域的应用研究与装备不断取得进展，借鉴国际先进的碳纤维复合材料应用经验，牵引高性能碳纤维及其复合材料的国产化步伐,对于改变经济结构、节能减排具有重要的战略意义。

1碳纤维材料1.1何为碳纤维材料碳纤维是一种含碳量在9 2％以上的新型高性能纤维材料, 具有重量轻、高强度、高模量、耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗疲劳、导电、导热和远红外辐射等多种优异性能, 不仅是21 世纪新材料领域的高科技产品，更是国家重要的战略性基础材料，政治、经济和军事意义十分重大。

碳纤维分为聚丙烯睛基、沥青基和粘胶基3种，其中90 % 为聚丙烯睛基碳纤维。

聚丙烯睛基碳纤维的生产过程主要包括原丝生产和原丝碳化两部分.用碳纤维与树脂、金属、陶瓷、玻璃等基体制成的复合材料，广泛应用于航空航天领域 体育休闲领域以及汽车制造、新型建材、信息产业等工业领域。

1。

2碳纤维的特点碳纤维是纤维状的碳材料, 由有机纤维原丝在1 000 以上的高温下碳化形成, 且含碳量在90%以上的高性能纤维材料。

碳纤维性能的优缺点及其对策现面以结构加固用的碳纤维布为例说明碳纤维的性能：碳纤维布加固技术是利用碳素纤维布和专用结构胶对建筑构件进行加固处理，该技术采用的碳素纤维布强度是普通二级钢的10倍左右。

具有强度高、重量轻、耐腐蚀性和耐久性强等优点。

厚度仅为2mm左右，基本上不增加构件截面，能保证碳素纤维布与原构件共同工作。

1、碳纤维介绍碳纤维根据原料及生产方式的不同，主要分为聚丙烯腈（PAN）基碳纤维及沥青基碳纤维。

碳纤维产品包括PAN基碳纤维（高强度型）及沥青基碳纤维（高弹性型）。

2、环氧树脂不同类型的树脂还可以保证其对砼具有良好的渗透作用，例如底涂树脂；以及对碳纤维片与砼结构的粘接作用，例如环氧粘结树脂等。

（1）环氧树脂简介仅仅依靠碳纤维片本身并不能充分发挥其强大的力学特性及优越的耐久性能，只有通过环氧树脂将碳纤维片粘附于钢筋混凝土结构表面并与之紧密地结合在一起形成整体共同工作，才能达到补强的目的。

因此，环氧树脂的性能是重要的关键之一。

环氧树脂因类型不同而有不同的性能，适应于各个部位的不同要求。

例如底涂树脂对混凝土具有良好的渗透作用，能渗入到混凝土内一定深度；粘贴碳纤维片的环氧树脂易于"透"过碳纤维片，有很强的粘结力。

依使用温度的不同，树脂还分为夏用及冬用类树脂。

2、碳纤维材料与其他加固材料对比（1）抗拉强度：碳纤维的抗拉强度约为钢材的10倍。

（2）弹性模量：碳纤维复合材料的拉伸弹性模量高于钢材，但芳纶和玻璃纤维复合材料的拉伸弹性模量则仅为钢材的一半和四分之一。

（3）疲劳强度：碳纤维和芳纶纤维复合材料的疲劳强度高于高强纲丝。

金属材料在交变应力作用下，疲劳极限仅为静荷强度的30%～40%。

由于纤维与基体复合可缓和裂纹扩展，以及存在纤维内力再分配的可能性，复合材料的疲劳极限较高，约为静荷强度的70%～80%，并在破坏前有变形显著的征兆。

（4）重量：约为钢材的五分之一。

（5）与碳纤维板的比较：碳纤维片材可以粘贴在各种形状的结构表面，而板材更适用于规则构件表面。

碳纤维材料特性碳纤维材料特性碳纤维兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征，是一种的力学性能优异的新材料。

碳纤维拉伸强度约为2到7GPa,拉伸模量约为200到700GPa.密度约为1。

5到2.0克每立方厘米,这除与原丝结构有关外，主要决定于炭化处理的温度。

一般经过高温3000℃石墨化处理，密度可达2.0克每立方厘。

再加上它的重量很轻，它的比重比铝还要轻，不到钢的1/4，比强度是铁的20倍。

碳纤维的热膨胀系数与其它纤维不同，它有各向异性的特点。

碳纤维的比热容一般为7.12。

热导率随温度升高而下降平行于纤维方向是负值（0.72到0.90），而垂直于纤维方向是正值(32到22）。

碳纤维的比电阻与纤维的类型有关，在25℃时，高模量为775，高强度碳纤维为每厘米1500.这使得碳纤维在所有高性能纤维中具有最高的比强度和比模量。

同钛、钢、铝等金属材料相比，碳纤维在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点，可以称为新材料之王。

碳纤维除了具有一般碳素材料的特性外，其外形有显著的各向异性柔软，可加工成各种织物，又由于比重小，沿纤维轴方向表现出很高的强度,碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。

［11]碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500兆帕以上,是钢的7到9倍，抗拉弹性模量为230到430G帕亦高于钢;因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000兆帕以上,而A3钢的比强度仅为59兆帕左右，其比模量也比钢高。

与传统的玻璃纤维相比，杨氏模量（指表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量）是玻璃纤维的3倍多；与凯芙拉纤维相比，不仅杨氏模量是其的2倍左右。

碳纤维环氧树脂层压板的试验表明,随着孔隙率的增加，强度和模量均下降。

孔隙率对层间剪切强度、弯曲强度、弯曲模量的影响非常大；拉伸强度随着孔隙率的增加下降的相对慢一些；拉伸模量受孔隙率影响较小.碳纤维还具有极好的纤度(纤度的表示法之一是9000米长纤维的克数）,一般仅约为19克，拉力高达300kg每微米.几乎没有其他材料像碳纤维那样具有那么多一系列的优异性能, 因此在旨度、刚度、重度、疲劳特性等有严格要求的领域.在不接触空气和氧化剂时，碳纤维能够耐受3000度以上的高温，具有突出的耐热性能，与其他材料相比,碳纤维要温度高于1500℃时强度才开始下降，而且温度越高，纤维强度越大。

碳纤维是一种纤维状碳材料。

它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电，具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。

用碳纤维与塑料制成的复合材料所做的飞机不但轻巧，而且消耗动力少，推力大，噪音小；用碳纤维制电子计算机的磁盘，能提高计算机的储存量和运算速度；用碳纤维增强塑料来制造卫星和火箭等宇宙飞行器，机械强度高，质量小，可节约大量的燃料。

目前，人们还不能直接用碳或石墨来抽成碳纤维，只能采用一些含碳的有机纤维（如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等）做原料，将有机纤维跟塑料树脂结合在一起，放在稀有气体的气氛中，在一定压强下强热炭化而成碳纤维是纤维状的碳材料，其化学组成中含碳量在90%以上。

由于碳的单质在高温下不能熔化（在3800K 以上升华），而在各种溶剂中都不溶解，所以迄今无法用碳的单质来制碳纤维。

碳纤维可通过高分子有机纤维的固相碳化或低分子烃类的气相热解来制取。

上前世界上产生的销售的碳纤维绝大部分都是用聚丙烯腈纤维的固相碳化制得的。

其产生的步骤为A预氧化：在空气中加热，维持在200-300度数十至数百分钟。

预氧化的目的为使聚丙烯腈的线型分子链转化为耐热的梯型结构，以使其在高温碳化时不熔不燃而保持纤维状态。

B碳化：在惰性气氛中加热至1200-1600度，维持数分至数十分钟，就可生成产品碳纤维；所用的惰性气体可以是高纯的氮气、氩气或氦气，但一般多用高纯氮气。

C石墨化：再在惰性气氛（一般为高纯氩气）加热至2000-3000度，维持数秒至数十秒钟；这样生成的碳纤维也称石墨纤维。

碳纤维有极好的纤度（纤度的表示法之一是9000米长的纤维的克数），一般仅约为19克；拉力高达300KG/MM2；还有耐高温、耐腐蚀、导电、传热、彭胀系数小等一系列优异性能。

目前几乎没有其他材料像碳纤维那样具有那么多的优异性能。

目前，碳纤维主要是制成碳纤维增强塑料来应用。

这种增强塑料比钢、玻璃钢更优越，用途非常广泛，如制造火箭、宇宙飞船等重要材料；制造喷气式发动机；制造耐腐蚀化工设备等。

碳纤维复合材料的力学性能与应用分析第一章：引言碳纤维复合材料是一种具有优异力学性能的高强度材料。

它由碳纤维和树脂基体组成，具有密度低、刚度高、强度高、耐疲劳性好等优点。

因此，碳纤维复合材料在航空、航天、汽车、船舶等领域有着广泛的应用前景。

本文将对碳纤维复合材料的力学性能及其应用进行分析和探讨，以期帮助人们更好地了解该材料。

第二章：碳纤维复合材料的力学性能2.1 碳纤维的力学性能碳纤维是碳纤维复合材料的主要组成部分，它具有很高的强度和刚度，也叫做纤维增强材料。

碳纤维的强度取决于其直径和生长方向，通常其直径小于10微米。

随着直径的减小，碳纤维的强度和刚度会增加。

碳纤维还具有很好的耐疲劳性能和耐腐蚀性能。

2.2 树脂基体的力学性能树脂基体是碳纤维复合材料的另一部分，它可以密封和固定碳纤维，还可以起到传递均匀载荷的作用。

树脂基体通常是环氧树脂或聚酰亚胺树脂。

环氧树脂具有优良的成型性能和加工性能，而聚酰亚胺树脂具有很好的耐高温性能和耐热冲击性能。

2.3 碳纤维复合材料的力学性能碳纤维复合材料的力学性能取决于碳纤维和树脂基体的性质和结构。

它的强度和刚度随纤维体积分数和方向变化而变化，而断裂韧性则取决于树脂基体的性质和结构。

碳纤维复合材料的强度和刚度往往比金属材料高，但断裂韧性较差。

第三章：碳纤维复合材料的应用3.1 航空领域碳纤维复合材料在航空领域的应用非常广泛。

它们常用于制造飞机机身、翼面和垂直尾翼等部件。

与传统金属材料相比，碳纤维复合材料具有重量轻、寿命长、耐疲劳性强等优点。

同时，碳纤维复合材料也可以降低飞机的燃油消耗和环境污染。

3.2 汽车领域汽车制造商也开始广泛地采用碳纤维复合材料。

碳纤维复合材料的轻量化特性可以降低汽车的油耗和排放量，同时还可以提高汽车的性能和安全性。

如日本的丰田公司在其旗下的超级跑车“雷克萨斯LFA”中采用了大量碳纤维复合材料。

3.3 船舶领域碳纤维复合材料在船舶领域的应用也在不断增加。

简述碳纤维材料的特点和应用
碳纤维是一种由碳纤维纤维组成的高强度材料，具有以下特点：
1. 轻质高强：碳纤维比钢轻四倍，比铝轻一半，但强度却比钢高五倍以上，比铝高两倍以上。

这使得碳纤维成为制造轻量化产品的理想材料。

2. 高刚性：碳纤维具有优异的刚性和弹性模量，可以有效抵抗变形和破裂。

这使得碳纤维成为高性能结构材料的首选。

3. 耐腐蚀性：碳纤维具有良好的耐腐蚀性，对酸碱和盐类等腐蚀介质具有较好的稳定性。

这使得碳纤维在化工、海洋等领域的应用得到了广泛推广。

4. 耐高温性：碳纤维可以耐受高温环境，能够在1200°C以上
的高温下稳定工作。

这使得碳纤维在航空航天、能源等领域的高温应用具有重要意义。

碳纤维材料广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：
1. 航空航天领域：碳纤维的轻质高强特性使其成为制造航空航天器、导弹和卫星等高性能结构件的重要材料。

2. 汽车工业：碳纤维的轻量化特性能够有效降低汽车整体重量，提高燃油经济性和减少尾气排放，因此在汽车制造领域得到广泛应用。

3. 体育器材领域：碳纤维制成的运动器材如高尔夫球杆、自行车、滑雪板等具有较轻的重量和高强度，能够提供更好的运动性能和驾驶体验。

4. 建筑领域：碳纤维可以用于加固和修复混凝土结构，提高建筑物的抗震性能和耐久性。

5. 医疗、医药领域：碳纤维可以制成医疗器械、人工骨骼等，具有良好的生物相容性和医用效果。

总之，碳纤维材料具有轻质高强、高刚性、耐腐蚀、耐高温等特点，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材、建筑、医疗等多个领域。

碳纤维抗拉强度和屈服强度碳纤维是一种轻质高强度的材料，具有优异的抗拉强度和屈服强度。

它由纯碳纤维组成，具有优异的力学性能，广泛应用于航空航天、汽车、建筑和体育器材等领域。

碳纤维的抗拉强度是指材料在受拉力作用下能够承受的最大应力。

它是一个衡量材料抵抗断裂的能力的重要指标。

碳纤维具有极高的抗拉强度，是其他工程材料的几倍甚至几十倍。

一般来说，碳纤维的抗拉强度可以达到1000-7000 MPa，而大多数传统材料如钢的抗拉强度只有几百MPa。

碳纤维的高抗拉强度主要得益于其结构特点。

碳纤维由数百至数千根直径为5-10微米的纤维束组成，这些纤维束再聚合成纱线、绳索或布料。

每根纤维束则是成千上万个纳米级直径的碳纤维单丝组成。

由于纳米级纤维之间没有结晶缺陷，因此可以承受更大的拉伸应力，使碳纤维具有很高的抗拉强度。

此外，碳纤维的屈服强度也是其重要的力学性能指标。

屈服强度是指材料在受到力作用下开始产生塑性变形的应力。

碳纤维具有较高的屈服强度，通常为抗拉强度的70%-90%。

这意味着碳纤维在受到拉伸力时能够产生较大的弹性变形，并具有较高的塑性变形能力。

因此，在实际应用中，碳纤维通常不会出现突然断裂，而是会经历一定的变形和变形预警，给使用者提供了安全保障。

碳纤维的高抗拉强度和屈服强度使其成为许多高技术领域的首选材料。

在航空航天领域，碳纤维被广泛应用于飞机、导弹和卫星等结构材料中，用于减轻重量、提高强度和刚度。

例如，现代民用飞机中的翅膀、机身和尾翼等结构部件中大量使用碳纤维材料。

在汽车制造业中，由于碳纤维具有极高的强度和轻量化特性，它可以显著降低汽车的自重，并提高燃油效率和安全性能。

在建筑业中，碳纤维可以用于加固混凝土结构、提高建筑物的抗风、抗震性能。

在体育器材方面，碳纤维制成的高尔夫球杆、网球拍和自行车车架等都具有优异的性能。

除了高强度和轻量化的优点外，碳纤维还具有抗腐蚀、耐高温和导电等特性。

这使得碳纤维不仅在结构材料领域有广泛应用，还在航天、航空、电子、化工和医学等领域有着重要的地位。

碳纤维材料介绍
碳纤维（CarbonFiber），又称碳素纤维，是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维材料，是一种由碳元素组成的具有石墨结构的碳原子组成的有机纤维。

它具有轻质高强、耐高温、耐腐蚀等优点，可作高强度结构材料，已广泛用于航空航天、体育用品、汽车工业等领域。

1.碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维材料。

根据碳纤维成分的不同，其力学性能也有很大差异。

石墨结构的碳纤维强度可达300Mpa以上，弹性模量在2000GPa左右。

2.碳纤维密度为1.8g/cm3,仅为钢的1/4;强度却是钢的3倍以上。

是目前世界上强度最高的纤维，因此在航空航天工业上具有广泛应用前景。

碳纤维已在军事、汽车、体育用品等领域获得广泛应用。

3.碳纤维具有高比强度和比模量、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等特点，并可制成各种形状复杂的复合材料制品，如航空航天中用于制造结构件的高强高模复合材料；体育用品中用于制造运动鞋和运动器械；汽车工业中用于制造车身、底盘等。

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碳纤维材料的性能及应用文章阐述了碳纤维材料的国内外发展现状，论述了碳纤维材料的分类特性和功能特性。

同时，着重介绍了碳纤维材料在航空、体育等行业中的应用，并展望了其发展前景。

标签：碳纤维材料；性能；应用；前景1 前言碳纤维主要成分为碳元素，是一种特种纤维，其分子结构界于石墨与金刚石，含碳体积分数一般在0.9以上[1]。

碳纤维的优点是质量轻、抗拉强度高，同时具有耐高温、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小等优点。

碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合后，形成碳纤维复合材料，也具有高的比强度、比模量、耐疲劳、导热、导电等[2]，这些优良的综合性能，使得碳纤维材料在现代工业方面应用非常广泛。

2 发展历史及国内外发展现状美国于20世纪50年代开始研究粘胶基碳纤维，1959年生产出了粘胶基纤维，这是最早的碳纤维产品。

同一年，日本发明了制造碳纤维的新方法，即用聚丙烯腈基原丝制造碳纤维材料。

之后，英国皇家航空研究院的研究工作，使聚丙烯腈基碳纤维成为碳纤维工业的主流。

20世纪70年代中期，美国联合碳化公司研发了高性能沥青基碳纤维。

同时，日本东丽公司于20世纪70年代初期，开始生产钓鱼杆和高尔夫球棒。

1974年，美国把碳纤维用于网球和羽毛球拍，实现了碳纤维增强塑料化。

20世纪80年代，碳纤维广泛用于客机、航天飞机和人造卫星。

随着社会和科学技术的发展，碳纤维的需求量以大约13%的速度逐年递增[3]。

我国在意识到碳纤维对军工和民用的价值后，于1975年召開全国第一次碳纤维复合材料会议，将碳纤维及其复合材料纳入国家科技攻关项目。

经过四十多年的发展，我国碳纤维从无到有，取得了一定的成绩。

但总的来说，我国碳纤维材料的研发和生产水平低，不能满足国内与日俱增的市场需求。

目前，国内大部分企业的技术水平和设备水平低下，生产的碳纤维产品也在国际中下游水平[4]。

3 碳纤维材料的特性碳纤维与钻石和石墨一样，主要由碳元素组成。

具有以下特性：3.1 轻质高强，其密度为铁的1/4，比强度为铁的10倍以上，抗拉强度是钢材的68倍，弹性模量是钢材的1.8～2.6左右，其抗拉模量为295～640GPa，拉伸强度为3.62～7.05GPa。

目录1.碳纤维概述 (2)1.1碳纤维性质 (2)1.2.碳纤维主要用途 (3)2.国际碳纤维产业分析 (6)2.1.全球产能状况 (6)2.2.全球需求 (7)3.碳纤维生产工艺技术 (9)3.1.PAN基碳纤维 (9)3.2.沥青基碳纤维 (10)3.3.碳纤维生产工艺特点 (10)3.4.碳纤维生产技术 (11)4.中国碳纤维发展状况 (14)4.1.PAN基碳纤维 (14)4.2.沥青基碳纤维 (15)5.国产碳纤维存在的问题 (16)6.结语 (16)参考文献 (17)碳纤维1.碳纤维概述碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的新型纤维材料。

它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。

作为高性能纤维的一种，碳纤维碳材料已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用，从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。

因此，碳纤维被认为是高科技领域中新型工业材料的典型代表，为世人所瞩目[1]。

1.1碳纤维性质[2,3,4,5,6]碳纤维是一种力学性能优异的新材料。

他的比重不到钢的1/4，比铝还要轻，比强度是铁的20倍。

同钛、钢、铝等金属材料相比，碳纤维在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点，可以称为新材料之王。

因此，可以应用于飞机制造等军工领域、风力发电叶片等工业领域、GOLF球棒等体育休闲领域。

由于使用碳纤维材料可以大幅降低结构重量，因而可显著提高燃料效率。

采用碳纤维与塑料制成的复合材料制造的飞机以及卫星、火箭等宇宙飞行器，噪音小，而且因质量小而动力消耗少，可节约大量燃料。

据报道，航天飞行器的质量每减少1kg，就可使运载火箭减轻500kg。

碳纤维除了具有一般碳素材料的特性：耐高温, 耐磨擦, 导电, 导热及耐腐蚀等, 其外形有显著的各向异性, 柔软, 可加工成各种织物, 又由于比重小, 沿纤维轴方向表现出很高的强度, 碳纤维增强环氧树脂复合材料, 其比强度、比模量综合指标, 在现有结构材料中是最高的。

碳纤维的综述摘要：碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，分子结构界于石墨和金刚石之间，含碳体积分数随品种而异，一般在0.9以上。

碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。

关键词：碳纤维复合材料性能与应用一、碳纤维的性能1.1分类（1)按原料分类:纤维素基（人造丝基）；聚丙烯腈基；沥青基（各向同性、各向异性中间相）。

(2)按照制造条件和方法分类：碳纤维（炭化温度在800℃～1600℃时得到的碳纤维)；石墨纤维（炭化温度在2000℃～3000℃时得到的碳纤维）；活性碳纤维；气相生长碳纤维。

(3) 按照力学性能分类：通用级（GP):拉伸强度低于1.4GPa,拉伸模量小于140GPa的纤维；高性能（HP)：其中包括中强型（MT).高强型(HT).超高强型(UHT).中模型（IM).高模型（HM).超高模型（UHM).1.2性能碳纤维的主要性能：(1)密度小、质量轻，密度为1.5～2克/立方厘米，相当于钢密度的l/4、铝合金密度的1/2；(2)强度、弹性模量高，其强度比钢大4-5倍，弹性回复l00%；(3)具有各向异性，热膨胀系数小，导热率随温度升高而下降，耐骤冷、急热，即使从几千度的高温突然降到常温也不会炸裂；(4)导电性好，25。

C时高模量纤维为775μΩ/cm，高强度纤维为1500μΩ/cm；(5)耐高温和低温性好，在3000。

C非氧化气氛下不融化、不软化，在液氮温度下依旧很柔软，也不脆化；(6)耐酸性好，对酸呈惰性，能耐浓盐酸、磷酸、硫酸等侵蚀。

此外，还有耐油、抗辐射、抗放射、吸收有毒气体和使中子减速等特性。

通常，碳纤维不单独使用，而与塑料、橡胶、金属、水泥、陶瓷等制成高性能的复合材料，该复合材料也具有轻质、高强、耐高温、耐疲劳、抗腐蚀、导热、导电等优良性质，已在现代工业领域得到了广泛应用。

碳纤维的作用碳纤维是一种轻质高强度的材料，由于其独特的性能和特点，被广泛应用于各个领域。

以下是碳纤维的主要作用：1. 轻质高强：碳纤维比重轻，具有高强度和高刚度，相比传统材料如钢铁，重量仅为它们的1/4左右。

因此，使用碳纤维制造的产品更轻便、更强大，如航空航天器、赛车和自行车等运动器材以及高端汽车等。

2. 优异的机械性能：碳纤维具有优异的机械性能，其强度和刚度远远超过传统材料，可以提供更好的抗拉、抗压和抗弯能力。

因此，碳纤维常用于制造高性能的零部件，如风力涡轮机叶片、机械工具和建筑结构等。

3. 耐腐蚀性：碳纤维具有很高的耐腐蚀性，可以抵御各种腐蚀介质的侵蚀。

因此，碳纤维常用于制造化学设备、储罐和管道等，在恶劣环境下具有良好的耐久性。

4. 良好的导热性：碳纤维具有良好的导热性能，可以快速传导热量和电流。

因此，碳纤维常用于制造散热器、电热板和导热材料等，可以有效地控制温度。

5. 电磁屏蔽性能：碳纤维具有良好的电磁屏蔽性能，可以有效地吸收和抑制电磁波的传播。

因此，碳纤维常用于制造电子产品、电磁波屏蔽罩和雷达反射器等，可以保护电子设备不受外界干扰。

6. 绝缘性能：碳纤维具有良好的绝缘性能，可以阻止电流的流动。

因此，碳纤维常用于制造绝缘材料、电线、电缆和电子元件等，可以保护人身和设备的安全。

7. 可塑性：碳纤维可以通过各种方式进行加工和成型，可以制造出各种形状和结构的产品。

因此，碳纤维具有很高的设计灵活性和可塑性，可以满足各种需求，并推动产品的创新和发展。

综上所述，碳纤维具有轻质高强、优异的机械性能、耐腐蚀性、导热性、电磁屏蔽性能、绝缘性能和可塑性等特点，可以广泛应用于航空航天、汽车、能源、化工、电子等领域，为现代工业的发展做出了重要贡献。

碳纤维物理性质分析碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的新型纤维材料。

它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。

作为高性能纤维的一种，碳纤维碳材料已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用，从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。

因此，碳纤维被认为是高科技领域中新型工业材料的典型代表，为世人所瞩目。

一、碳纤维性质碳纤维是一种力学性能优异的新材料。

他的比重不到钢的1/4，比铝还要轻，比强度是铁的20倍。

同钛、钢、铝等金属材料相比，碳纤维在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点，可以称为新材料之王。

因此，可以应用于飞机制造等军工领域、风力发电叶片等工业领域、GOLF球棒等体育休闲领域。

由于使用碳纤维材料可以大幅降低结构重量，因而可显著提高燃料效率。

采用碳纤维与塑料制成的复合材料制造的飞机以及卫星、火箭等宇宙飞行器，噪音小，而且因质量小而动力消耗少，可节约大量燃料。

据报道，航天飞行器的质量每减少1kg，就可使运载火箭减轻500kg。

碳纤维除了具有一般碳素材料的特性：耐高温, 耐磨擦, 导电, 导热及耐腐蚀等, 其外形有显著的各向异性, 柔软, 可加工成各种织物, 又由于比重小, 沿纤维轴方向表现出很高的强度, 碳纤维增强环氧树脂复合材料, 其比强度、比模量综合指标, 在现有结构材料中是最高的。

碳纤维还具有极好的纤度〔纤度的表示法之一是9000米长纤维的克数〕，一般仅约为19克, 拉力高达300kg/mm2。

目前几乎没有其他材料像碳纤维那样具有那么多一系列的优异性能, 因此在旨度、刚度、重度、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温，化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料具备不可替代的仇势。

碳纤维的物理性质如下：(1)碳纤维的密度在1.5—2.0g/cm3之间，这除与原丝结构有关外，主要决定于炭化处理的温度。

碳纤维板材是什么材料？碳纤维板材是一种新型的轻质高强度材料，由碳纤维作为增强材料，经过覆盖和压缩而成。

碳纤维板材具有很高的耐热、耐腐蚀、高强度、重量轻等特点，在航空、航天、汽车、体育器材、建筑等领域得到了广泛地应用。

碳纤维的特点碳纤维是由石墨纤维经高温热处理得到，外观呈黑色亮光。

碳纤维的耐热性能很好，可以承受高达3000℃的高温，同时碳纤维还具有很高的强度和刚度，比强度更是高达200 GPa/k，是铁的6倍，强度也高到铁的5倍左右，可比拟钢的。

同时碳纤维的重量轻，密度达到1.5g/cm3左右，比铝轻，重量比钢的1/4还轻，是一种理想的材料。

碳纤维板材的制作碳纤维板材的制作可以分为两个步骤：第一步是制作碳纤维布，第二步是将碳纤维布与树脂覆盖在基材上，再加入加强材料，经过高温高压处理，最后形成碳纤维板材。

第一步，先将石墨棉进行高温热处理，得到石墨纤维。

石墨纤维会被分成很多的细丝，这些细丝就是碳纤维的基础材料。

接下来将这些碳纤维按照一定的规则编织成纱线。

碳纤维布相对纺织布来说更加细腻，同时也更加均匀。

因为碳纤维布制作出来的表面光滑度更高，这可以帮助后续进行树脂的浸渍，增加碳纤维板的强度。

第二步，将碳纤维布与树脂覆盖在基材上，一般基材使用的是聚酯树脂等材料，接着再加上其他材质作为加强，比如说玻璃纤维等，最后进行高温高压处理。

这个时候需要用到工厂墙壁特别厚的压制机器，通常每平方压强都需要在2000公斤以上，高压高温处理后，制成的碳纤维板材就会非常坚硬而且非常结实。

碳纤维板材的应用碳纤维板材的应用领域非常广泛。

在航空、航天领域中，碳纤维板材作为飞机、导弹等飞行器的结构材料，可以大大降低重量，提高飞行性能和安全性能。

在汽车行业中，碳纤维板材可以用于制造汽车的车身、悬挂系统、制动系统等部件，不仅提高了汽车的性能和安全性，而且降低了油耗和排放。

在体育器材领域中，碳纤维板材可以制造高级的运动器具，如高尔夫球杆、滑板、自行车、皮划艇等，具有轻量、耐腐蚀、高强度等优点。

碳纤维材料等级范文
首先是标准模量碳纤维材料，其弯曲强度通常在350～400GPa之间，弹性模量在230～300GPa之间。

这种碳纤维材料具有较高的强度和模量，可以用于制造航空航天器件、大型机械设备和高端体育器材等。

其次是中模量碳纤维材料，其弯曲强度通常在250～350GPa之间，弹性模量在150～230GPa之间。

中模量碳纤维材料具有较好的强度和模量平衡性能，适用于制造汽车零部件、建筑结构和高性能电子产品等。

还有低模量碳纤维材料，其弯曲强度通常在150～250GPa之间，弹性模量在100～150GPa之间。

低模量碳纤维材料具有较低的强度和模量，但具有良好的韧性和抗冲击性能，适用于制造运动器材、自行车车架和一些高性能船舶结构等。

此外，还有超高模量碳纤维材料，其弯曲强度和弹性模量都非常高，通常在400GPa以上。

超高模量碳纤维材料具有极高的强度和刚度，但脆性较高，一般适用于特殊领域，如高性能航空器件和先进兵器技术等。

除了以上几个等级外，还有一些特殊的碳纤维材料，如高导电碳纤维材料和热导率较高的碳纤维材料等，在特定领域有着独特的应用。

总的来说，不同等级的碳纤维材料具有不同的力学性能，适用于不同的应用领域。

随着科技的不断进步，碳纤维材料的研发和生产技术也在不断提高，相信未来会有更多更优秀的碳纤维材料涌现出来，为各个领域的应用提供更好的解决方案。