什么是碳纖維？

碳纖維是一種碳含量超過(guò)90%以上的高強(qiáng)度、高模量的纖維，可用聚丙烯腈、粘膠纖維、瀝青纖維等原絲做原料，經(jīng)高溫氧化碳化制成?？梢耘c金屬、陶瓷、樹(shù)脂等基質(zhì)混合制成碳纖維復(fù)合材料，用途廣泛。碳纖維的比重一般為1.70 g/cm3～1.80g/cm3，強(qiáng)度為1200 MPa～7000MPa，彈性模量為200 GPa～400GPa，熱膨脹系數(shù)接近于零，甚至可為負(fù)值（～1.5×10的-6次方）。

碳纖維材料的優(yōu)點(diǎn)有哪些？

1、碳纖維材料比重小、比強(qiáng)度和比模量高；

2、非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間；

3、溫差變化或者長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)無(wú)蠕變，拉伸系數(shù)?。?.6%），熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性；

4、X射線透過(guò)性好，導(dǎo)電導(dǎo)熱性能良好、電磁屏蔽性好等。

5、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，可以通過(guò)改變鋪層角度或者數(shù)量來(lái)改變碳纖維產(chǎn)品的力學(xué)性能；

6、碳纖維與玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右；

7、耐腐蝕性好，在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。

碳纖維材料的缺點(diǎn)有哪些？

1、碳纖維制品屬于定制產(chǎn)品，指向性很高，而且由于碳纖維的原材料和生產(chǎn)成本特別高，所以要想實(shí)現(xiàn)碳纖維產(chǎn)品量產(chǎn)是比較難的，價(jià)格上不具優(yōu)勢(shì)；

2、碳纖維復(fù)合材料雖然拉伸強(qiáng)度高，但是剪短強(qiáng)度弱，在加工的時(shí)候需要進(jìn)行復(fù)雜的應(yīng)力計(jì)算；

3、碳纖維是脆性材料，受力過(guò)大不會(huì)發(fā)生形變，而是直接斷裂，所以碳纖維產(chǎn)品在損壞后無(wú)法修復(fù)只能更換；

4、目前應(yīng)用較多的是熱固性碳纖維復(fù)合材料，二次回收困難，重復(fù)利用率差。

碳纖維的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？

1、碳纖維在傳統(tǒng)使用中除用作絕熱保溫材料外。 多作為增強(qiáng)材料加入到樹(shù)脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，構(gòu)成復(fù)合材料。碳纖維已成為先進(jìn)復(fù)合材料最重要的增強(qiáng)材料。

2、土木建筑領(lǐng)域：碳纖維也應(yīng)用在工業(yè)與民用建筑物、鐵路公路橋梁、隧道、煙囪、塔結(jié)構(gòu)等的加固補(bǔ)強(qiáng)， 在鐵路建筑中，大型的頂部系統(tǒng)和隔音墻在未來(lái)會(huì)有很好的應(yīng)用，這些也將是碳纖維很有前景的應(yīng)用方面。

3、碳纖維是火箭、衛(wèi)星、導(dǎo)彈、戰(zhàn)斗機(jī)和艦船等尖端武器裝備必不可少的戰(zhàn)略基礎(chǔ)材料。將碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用在戰(zhàn)略導(dǎo)彈的彈體和發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上，可大大減輕重量，提高導(dǎo)彈的射程和突擊能力，如美國(guó)80年代研制的洲際導(dǎo)彈三級(jí)殼體全都采用碳纖維和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料。

4、汽車(chē)內(nèi)外裝飾中開(kāi)始大量采用。碳纖維作為汽車(chē)材料，最大的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕、強(qiáng)度大，重量?jī)H相當(dāng)于鋼材的20%到30%，硬度卻是鋼材的10倍以上。

5、碳纖維在運(yùn)用在運(yùn)動(dòng)休閑領(lǐng)域中，像球桿、釣魚(yú)竿、網(wǎng)球拍羽毛球拍、自行車(chē)、滑雪杖、滑雪板、帆板桅桿、航海船體等運(yùn)動(dòng)用品都是碳纖維的主要用戶之一。碳纖維運(yùn)用在日常用品，像音響、浴霸、取暖器等家用電器以及手機(jī)、筆記本電腦等電子產(chǎn)品也可以看到碳纖維的身影。