碳纖維(carbon fiber,簡稱CF),是一種含碳量在95%以上的新型纖維材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。作為高性能纖維的一種，碳纖維碳材料已在軍事及民用工業的各個領域取得廣泛應用，從航天、航空、 汽車、 電子、 機械、化工、輕紡等民用工業到運動器材和休閑用品等。因此，碳纖維被認為是高科技領域中新型工業材料的典型代表，為世人所矚目。
　　一、碳纖維性質
　　碳纖維是一種力學性能優異的新材料。他的比重不到鋼的1/4，比鋁還要輕，比強度是鐵的20倍。同鈦、鋼、鋁等金屬材料相比，碳纖維在物理性能上具有強度大、模量高、密度低、線膨脹系數小等特點，可以稱為新材料之王。因此，可以應用于飛機制造等軍工領域、風力發電葉片等工業領域、GOLF球棒等體育休閑領域。
　　由于使用碳纖維材料可以大幅降低結構重量，因而可顯著提高燃料效率。采用碳纖維與塑料制成的復合材料制造的飛機以及衛星、火箭等宇宙飛行器，噪音小，而且因質量小而動力消耗少，可節約大量燃料。據報道，航天飛行器的質量每減少1kg，就可使運載火箭減輕500kg。
　　碳纖維除了具有一般碳素材料的特性：耐高溫, 耐磨擦, 導電, 導熱及耐腐蝕等, 其外形有顯著的各向異性, 柔軟, 可加工成各種織物, 又由于比重小, 沿纖維軸方向表現出很高的強度, 碳纖維增強環氧樹脂復合材料, 其比強度、比模量綜合指標, 在現有結構材料中是高的。碳纖維還具有極好的纖度〔纖度的表示法之一是9000米長纖維的克數〕，一般僅約為19克, 拉力高達300kg/mm2。目前幾乎沒有其他材料像碳纖維那樣具有那么多一系列的優異性能, 因此在旨度、剛度、重度、疲勞特性等有嚴格要求的領域，在要求高溫，化學穩定性高的場合，碳纖維復合材料具備不可替代的仇勢。
　　碳纖維的物理性質如下：
　　(1)碳纖維的密度在1.5—2.0g/cm3之間，這除與原絲結構有關外，主要決定于炭化處理的溫度。一般經過高溫(3000℃)石墨化處理，密度可達2.0g/cm3。
　　(2)碳纖維的熱膨脹系數與其它纖維不同，它有各向異性的特點。平行于纖維方向是負值(-0.72×10-6～-0.90×10-6 K-1)，而垂直于纖維方向是正值(32×10-6～22×10-6 K-1)。
　　(3)碳纖維的比熱容一般為7.12×10-1KJ/(kg·K)。熱導率隨溫度升高而下降。
　　(4)碳纖維的比電阻與纖維的類型有關，在25℃時，高模量為775ìù/cm，高強度碳纖維為1500ìù/cm。碳纖維的電動勢為正值，而鋁合金的電動勢為負值。因此當碳纖維復合材料與鋁合金組合應用時會發生化學腐蝕。
　　碳纖維的化學性質與碳相識，它除能被強氧化劑氧化外，對一般堿性是惰性的。在空氣中，溫度高于400℃時則出現明顯的氧化，生成CO與CO2。在不接觸空氣和氧化劑時，碳纖維具有突出的耐熱性能，與其他材料相比，碳纖維要溫度高于1500℃時強度才開始下降，而其他材料的晶須性能也早已大大的下降。另外碳纖維還具有良好的耐低溫性能，如在液氮溫度下也不脆化，它還有耐油、抗輻射、抗放射、吸收有毒氣體和減速中子等特性。
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