碳纖維是一種含碳量高于90%的高強(qiáng)度、高模量的無(wú)機(jī)纖維材料，它是由有機(jī)纖維（通常是聚丙烯腈）經(jīng)過(guò)紡絲、預(yù)氧化、碳化、石墨化等工序制成的。碳纖維的直徑約為5-10微米，呈絲狀或細(xì)絲束狀，具有石墨結(jié)構(gòu)。

碳纖維是一種含碳量高于90%的高強(qiáng)度、高模量的無(wú)機(jī)纖維材料，它是由有機(jī)纖維（通常是聚丙烯腈）經(jīng)過(guò)紡絲、預(yù)氧化、碳化、石墨化等工序制成的。碳纖維的直徑約為5-10微米，呈絲狀或細(xì)絲束狀，具有石墨結(jié)構(gòu)。

 

碳纖維的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：

 

- **高強(qiáng)度**：碳纖維的強(qiáng)度可達(dá)3.5-7.0 GPa，比鋼鐵高約7-9倍。

- **低密度**：碳纖維的密度約為1.8 g/cm3，比金屬鋁輕約70%。

- **高模量**：碳纖維的模量可達(dá)230-430 GPa，比鋼鐵高約5-10倍。

- **耐高溫**：碳纖維在空氣中可耐溫達(dá)400-500℃，在惰性氣體中可耐溫達(dá)2000-3000℃。

- **耐化學(xué)性**：碳纖維對(duì)酸、堿、鹽等化學(xué)物質(zhì)具有很好的耐腐蝕性能。

- **低熱膨脹**：碳纖維的熱膨脹系數(shù)約為0.1-0.8×10^-6/℃，比鋼鐵低約10倍。

- **低導(dǎo)電性**：碳纖維的電導(dǎo)率約為10^-3-10^-4 S/cm，比金屬低約1000倍。

 

碳纖維的缺點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：

 

成本高：碳纖維的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，需要高溫、高壓、惰性氣體等條件，導(dǎo)致其價(jià)格昂貴。

不易成型：碳纖維通常需要與樹(shù)脂等基體復(fù)合，通過(guò)模壓、纏繞、注射等方式制成復(fù)合材料，這些過(guò)程需要專(zhuān)業(yè)的設(shè)備和技術(shù)，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。

易損壞：碳纖維表面具有多孔結(jié)構(gòu)，在受到?jīng)_擊或切割時(shí)容易斷裂或開(kāi)裂，影響其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

難以回收：碳纖維復(fù)合材料由于含有樹(shù)脂等基體，難以分離和再利用，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。