碳纤维的结构与性能

碳纤维的结构与性能

与传统材料相比， 碳纤维是一种力学性能优异的新材料， 其高强度（是一般金属的3~5 倍）
、高模量、低密度（是一般金属的1/4~1/5） 的特性，使其成为减重、增强的最佳材料；较高
的热稳定性（惰性稳定至2000 ℃，空气中400 ℃缓慢氧化）和化学惰性， 使其具有耐烧蚀和
耐腐蚀的优势； 由于碳纤维具备纺织纤维的柔软可加工性， 与金属、陶瓷、玻璃纤维等有良
好亲合性， 可适应不同构件形状， 成型方便；此外，碳纤维还具备抗疲劳强度高、热膨胀系
数小、电阻率小等特性碳纤维是指碳质量分数在90%~95%之间的无机高分子纤维，是一种新
型非金属材料， 具有耐高温、耐腐蚀、抗疲劳、强度高、纤维密度低等特点。碳纤维的主要
用途是与树脂、金属、陶瓷、混凝土等基体复合，构成复合材料， 用作航空航天、汽车、体 123456
育器械、纺织、化工机械及医学等领域的结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料的比强度、
比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。在强度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要
求的领域， 以及在要求化学稳定性高的场合， 碳纤维复合材料都颇具优势。图1 为碳纤维与
传统材料的性能比较。