碳纤维是什么材料（什么是碳纤维） ♂
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碳纤维材料又被称为碳纤维原料。碳纤维，又称碳化纤维，泛指一些以碳纤维编织或多层复合而成的材料。因为它又轻又坚硬，所以它的用途很广泛。 物理结构与化学特性是前面为直径6微米的碳纤维与后面人类头发的比较每一根碳纤维由数千条更微小的碳纤维所组成，直径大约5至8微米；在原子层面的碳纤维跟石墨很相近，是由一层层以六角型排列的碳原子所构成；一般碳纤维的密度为1750 kg/m3。 导热能力高但传电能力低，碳纤维的比热容量亦比铜低；当加热的时候，碳纤维会变厚而短；虽然碳纤维的天然颜色是黑色，但可以把它染上不同的颜色
碳纤维（Carbon Fiber，简称CF）是指含碳量在90%以上的高强度高模量纤维，是由有机纤维（粘胶基、沥青基、聚丙烯腈基纤维等）在高温环境下裂解碳化而成。
高性能碳纤维具有质轻、高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、抗冲刷及溅射以及良好的可设计性、可复合性等一系列其他材料所不可替代的优良性能，是火箭、卫星、导弹、战斗机和舰船等尖端武器装备必不可少的战略新兴材料。
碳纤维作为一种性能优异的战略性新材料，其密度不到钢的1/4、强度却是钢的5-7倍。与铝合金结构件相比，碳纤维复合材料减重效果可达到20％-40％；与钢类金属件相比，碳纤维复合材料的减重效果可达到60％-80％。
《中国制造2025》中提出，2020年国产高强碳纤维及其复合材料技术成熟度要达到9级，实现在汽车、高技术轮船等领域的规模应用；2025年国产高强中模、高模高强碳纤维及其复合材料技术成熟度要达到9级；力争在2025年前，结合国产大飞机的研发进程，航空用碳纤维复合材料部分关键部件取得CAAC/FAA/EASA等适航认证。碳纤维（T800级）拉伸强度≥5.8GPa，CV≤4%，拉伸模量294GPa，CV≤4%。
据Markets and Markets预测，到2026年全球碳纤维市场规模将达到80亿美元。
主要研究单位/公司
国内：光威复材、中简科技、中复神鹰、恒神股份、金发科技、方大炭素、吉林化纤、中航高科、南京化纤…
国外：东丽（Toray）、赫氏（Hexcel）、帝人东邦（TEIJIN）、三菱化学（Mitsubishi Chemical）、西格里( SGL)、氰特-索尔维（CYTEC SOLVAY GROUP）、东丽卓尔泰克（Toray-ZOLTEK）、晓星（HYOSUNG）、阿克萨(Aksa)…
来源：《揭秘未来100大潜力新材料（2019年版）》_新材料在线
碳纤维（carbon fiber，简称CF），是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料，由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，碳纤维质量比金属铝轻，但强度高于钢铁，并具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料，不仅具有碳材料的固有本征特性，也有纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。
碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好，良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。碳纤维与传统的玻璃纤维相比，杨氏模量是其3倍多；与凯夫拉纤维相比，杨氏模量是其2倍左右，在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性突出。
碳纤维主要是腈纶和粘胶纤维做原料，经高温氧化碳化而成。
碳纤维由碳元素组成的一种特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性 外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。
碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的。
扩展资料：
人造纤维主要有粘胶纤维、硝酸酯纤维、醋酯纤维、铜铵纤维和人造蛋白纤维等，其中粘胶纤维又分普通粘胶纤维和有突出性能的新型粘胶纤维（如高湿模量纤维、超强粘胶纤维和永久卷曲粘胶纤维等）。
合成纤维主要有聚酰胺6纤维（中国称锦纶或尼龙6），聚丙烯腈纤维（中国称腈纶），聚酯纤维（中国称涤纶），聚丙烯纤维（中国称丙纶），聚乙烯醇缩甲醛纤维（中国称维纶）以及特种纤维（包括用四氟乙烯聚合制成的耐腐蚀纤维。
耐200℃以上温度的耐高温纤维，强度大于10克／旦、模量大于200克／旦的高强度、高模量纤维，以及难燃纤维、弹性体纤维、功能纤维等）。
20世纪50年代开展合成纤维的改性研究，主要是用物理或化学方法改善合成纤维的吸湿、染色、抗静电、抗燃、抗污、抗起球等性质，同时还增加了化学纤维的品种。
参考资料来源：百度百科——碳纤维
碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。
碳纤维是一种力学性能优异的新材料
，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为230~430Gpa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2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景。
碳纤维是复合材料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。1999年发生在南联盟科索沃的战争中，北约使用石墨炸弹破坏了南联盟大部分电力供应，其原理就是产生了覆盖大范围地区的碳纤维云，这些导电性纤维使供电系统短路。 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。 羽毛球：现在大部分羽毛球拍杆由碳纤维制成。【碳纤维 】carbon fibre 含碳量高于90％的无机高分子纤维 。其中含碳量高于99％的称石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好。但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此，碳纤维在使用前须进行表面处理 碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得；按状态分为长丝、短纤维和短切纤维；按力学性能分为通用型和高性能型 。通用型碳纤维强度为1000兆帕（MPa）、模量为100GPa左右。高性能型碳纤维又分为高强型（强度2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上）。强度大于4000MPa的又称为超高强型；模量大于450GPa的称为超高模型。随着航天和航空工业的发展，还出现了高强高伸型碳纤维，其延伸率大于2％。用量最大的是聚丙烯腈基碳纤维。 碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。碳纤维除用作绝热保温材料外，一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。碳纤维 由聚丙烯腈纤维、沥青纤维或粘胶维等经氧化、炭化等过程制得的含碳量为90%以上的纤维。]
碳纤维是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维。
碳纤维耐高温居所有化纤之首，用腈纶和粘胶纤维做原料，经高温氧化碳化而成，是制造航天航空等高技术器材的优良材料。
由碳元素组成的一种特种纤维，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。
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碳纤维应用于汽车的优点：
1、轻量化
碳纤维应用于汽车后，给汽车制造带来最明显的好处就是汽车轻量化，最直接影响的就是节能、加速、制动性能的提升。一般而言，车重减小10％，油耗降低6％～8％，排放降低5～6%, 0-100km/h加速性能提升8-10%，制动距离缩短2～7m。
2、安全性
车身轻量化可以使整车的重心下移，提升了汽车操纵稳定性，车辆的运行将更加安全、稳定。碳纤维复合材料具有极佳的能量吸收率，碰撞吸能能力是钢的六到七倍、铝的三到四倍，这进一步保证了汽车的安全性。
3、可靠性
碳纤维复合材料具有更高的疲劳强度，钢和铝的疲劳强度是抗拉强度的30-50%，而碳纤维复合材料可达70-80%，因此汽车上应用碳纤维复合材料对于材料疲劳可靠性有较大提升。
4、减短研发周期
由于碳纤维复合材料可设计性比金属强，因此更易于车身开发的平台化、模块化、集成化。这样碳纤维车身及金属平台的混合车身结构对于传统汽车车身结构而言，可以做到模块化、集成化，大大减少零件种类，减少工装投入，缩短开发周期。
碳纤维由碳元素组成的一种特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性 外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。
碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的。
扩展资料：
1879年爱迪生曾用纤维素纤维，如竹、亚麻或棉纱为原料，首先制得炭纤维并获得专利，但当时制得的纤维力学性能很低，工艺也不能工业化，未能获得发展。
20世纪50年代初，由于火箭、航天及航空等尖端技术的发展，迫切需要比强度、比模量高和耐高温的新型材料，另一方面，采用前驱纤维为原料经热处理的工艺可制得炭纤维连续长丝，这一工艺奠定了炭纤维工业化的基础。
参考资料来源：百度百科-高强度高模量纤维
参考资料来源：百度百科-碳纤维
碳纤维是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维。
碳纤维耐高温居所有化纤之首，用腈纶和粘胶纤维做原料，经高温氧化碳化而成，是制造航天航空等高技术器材的优良材料。
由碳元素组成的一种特种纤维，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。
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碳纤维是军事强国必争之材
实际上，被誉为“新材料之王”的碳纤维，特别是在军用上的高强度碳纤维原丝及其生产技术，是西方国家严格禁运的最重要技术。
由于其可用于国防军工制造武器，一定强度以上的碳纤维需要获得批准才能出口，达到与核武器技术相提并论的禁运等级。
在冷战时期，碳纤维生产技术属于技术密集型和政治敏感材料，以美国为首的巴黎统筹委员会对当时的社会主义阵营实行禁运。
战争结束后，由于碳纤维的高技术含量、高利润回报，西方国家仍然对发展中国家实施禁运，尤其是在聚丙烯腈（PAN）原丝生产技术进口方面，即使有的国家已加入了世界贸易组织，也没有多少改变。
参考资料来源：百度百科-碳纤维
参考资料来源：人民网-“新材料之王”碳纤维?为军事强国的必争之材
碳纤维有多硬 ♂
碳纤维有多硬
- 碳纤维有多硬
- F24和T300碳纤维有何不同
- 碳纤维 中的T300 T700指的什么意思
- 我想请教一下T300 6K碳纤维的线密度是多少谢谢啊
- 碳纤维t300密度1、76g／cm3，如果要织成一平方米，0、25毫米厚的布，那它的重量是多少克，怎样计算的
- 碳纤维复合材料抗拉强度如何
- 我要用碳纤制作能承受高应力的构件（汽车车架），选用几k碳纤维合适密度织法与受力方向的关系
碳纤维材料是一种比普通钢硬度高10倍的超硬材料，仅次于金刚石的硬度。
碳纤维是通过含碳量极高的有机高分子纤维按纤维线束方向堆砌而成，而我们所认知的高硬度，超强的抗剪切力并不是完全由材料特性所带来的。这其中有个决定性因素，那就是临界空隙。纤维与纤维之间的堆砌在低于某个临界值时，之间的纤维孔隙指数会决定纤维的硬度，抗剪切力和抗拉伸力。
引起材料力学性能下降的临界孔隙率是1%-4%。孔隙体积含量在0-4%范围内时，孔隙体积含量每增加1%，层间剪切强度大约降低7%。并且孔隙含量越高，孔隙的尺寸越大，并显著降低了层合板中层间界面的面积。当材料受力时，易沿层间破坏，这也是层间剪切强度对孔隙相对敏感的原因。
扩展资料
碳纤维特点：
1、高碳物质
在“铅笔”中H指数越高代表含碳量越高，B越高代表石墨含量越高。用起来H高的自然就硬一些，B高的，自然就消耗快一点。石墨和钻石同属于碳元素构成物质，由于原子构成不同，所以物理特性不同。但是在材料界中有一个共性，那就是含碳物质拥有极高的硬度和抗剪切力。
2、低吸能特性
F1和众多超级跑车将碳纤维用作车体的材料是因为同等体积下的碳纤维比钢铁轻了20%-30%。但是硬度却超过钢铁10左右。因此在F1上很多事故的致死率并非全是由高时速引起的，有些是因为锋利的碳纤维残片能够轻易的切割开头盔护具。
也是因为在硬度上有着极强的表现，在民用量产车中，碳纤维只允许做为加固主体而并非大面积外表件的材料应用。
3、低阻燃率
碳纤维在物理特性的方面虽然很出色，但在某些化学特性上的表现并不是很好。例如抗阻燃方面较差。
参考资料来源：人民网——“新材料之王”碳纤维
参考资料来源：百度百科——碳纤维
摘要
T300碳纤维的性能表现很明显，拥有碳纤维产品的所有特点，质量轻，强度高，耐腐蚀性能高，那这也是为什么T300碳纤维能够被广泛应用的重要原因，但是相比较T500/T700虽然性能上面稍有不如，可价格相比较便宜，在加工过程中，更容易成型。
T300碳纤维的密度是1.6g/m，是传统铝材的一半质量，但是强度确实钢材的3-5倍，因此被广泛应用在多领域，T300碳纤维的强度到底是多少呢?
实验中的T300碳纤维的强度可以达到7000Mpa，实际应用中的T300碳纤维的拉伸模量可以达到230GPa，抗拉强度为3000Mpa-3600Mpa，那抗弯曲强度可以达到1300Mpa，可以说是远远高于金属材料，那在断裂后的拉伸率是1.5%不容易发生断裂和变形，相比较金属材料的弯曲后变形，存在很大的优势。
T300碳纤维的耐高温性能也非常好，可以在百摄氏度下依然保持优秀的性能，不会担心使用环境存在酸碱腐蚀的问题。
T300碳纤维的剪切强度可以达到110Mpa，那相比较T700碳纤维的强度如何呢?T700的抗拉强度可达到4900MPa，T1000的抗拉强度最高可达到7000MPa。但是价格也要高于我们常用的T300碳纤维，因此在军事领域大部分使用的是T700碳纤维，而我们传统行业的碳纤维锟、无人机壳、机器人臂还是使用的是T300碳纤维。
以上就是关于T300碳纤维的解读
咨询记录 · 回答于2021-11-30
F24和T300碳纤维有何不同
T300碳纤维的性能表现很明显，拥有碳纤维产品的所有特点，质量轻，强度高，耐腐蚀性能高，那这也是为什么T300碳纤维能够被广泛应用的重要原因，但是相比较T500/T700虽然性能上面稍有不如，可价格相比较便宜，在加工过程中，更容易成型。T300碳纤维的密度是1.6g/m，是传统铝材的一半质量，但是强度确实钢材的3-5倍，因此被广泛应用在多领域，T300碳纤维的强度到底是多少呢?实验中的T300碳纤维的强度可以达到7000Mpa，实际应用中的T300碳纤维的拉伸模量可以达到230GPa，抗拉强度为3000Mpa-3600Mpa，那抗弯曲强度可以达到1300Mpa，可以说是远远高于金属材料，那在断裂后的拉伸率是1.5%不容易发生断裂和变形，相比较金属材料的弯曲后变形，存在很大的优势。T300碳纤维的耐高温性能也非常好，可以在百摄氏度下依然保持优秀的性能，不会担心使用环境存在酸碱腐蚀的问题。T300碳纤维的剪切强度可以达到110Mpa，那相比较T700碳纤维的强度如何呢?T700的抗拉强度可达到4900MPa，T1000的抗拉强度最高可达到7000MPa。但是价格也要高于我们常用的T300碳纤维，因此在军事领域大部分使用的是T700碳纤维，而我们传统行业的碳纤维锟、无人机壳、机器人臂还是使用的是T300碳纤维。以上就是关于T300碳纤维的解读
F24是偏氟乙烯与四氟乙烯共聚物
T300、T700指的是碳纤维的品级，通常以拉伸强度指标做为衡量标准。T300抗拉强度应达到3.5Gpa;T700抗拉应达到4.9Gpa。目前，只有12k碳纤维能达到T700水平。
东丽T300
密度：1.76g/cm3
线密度：
1K 线密度：66g/km
3K 线密度：198g/km
6K 线密度：396g/km
1平方米=10000平方厘米，0.25毫米=0.025厘米
所以布的体积为10000*0.025=250立方厘米
重量为1.76*250=440g
碳纤维是一种优秀的减重材料,其密度仅有1.7g/cm3 ,不到钢的1/4 ,其制作的碳纤维制品相比于金属材质的部件而言, 非常轻便。在减重的同时,碳纤维复合材料的力学性能也十分突出,其抗拉强度、弯曲强度、剪切强度均要优于多数结构材料,并且等级越高，力学性能越显著。现在还有T700级、T800、T1000级,具备更加突出的力学性能。
碳纤维十分柔软,与纺织纤维材料类似,但却具有优异的力学性能,常用T300碳纤维的抗拉强度能够达到3500MPa ,是钢的数倍,其拉伸模量达到230GPa ,抗拉强度也高达3500MPa ,比强度和比模量综合指标要优于现有结构材料,同时还具备-些金属材料所没有的弯曲强度以及剪切强度,能够有效满足使用强度所需。
碳纤维与金属材料最大的不同在于：一般选定的金属材料其强度也是给定的,而碳纤维是一种各向异性的结构材料，( 各向异性是指物质的全部或部分化学、物理等性质随着方向的改变而有所变化,在不同的方向上呈现出差异的性质)。碳纤维在垂直于纤维方向比平行于纤维方向的力学性能要好，所以碳纤维复合材料能够通过合理的铺层设计,最大限度的发挥性能优势,例如常见的碳纤维板,不同的铺层角度所带来的性能也是不同的。
一、根据受力要求选择碳纤维，12K、24K主要用于结构，1K、3K用于装饰没错儿。
二、碳纤维布经纬密度越大，强度越高。单位面积强度是相等的。
三、碳纤维平纹做结构，斜纹做装饰居多，缎纹较少应用。
四、做车架T系列合适，M系列多为高端产品应用，价格昂贵，进口困难。T300、T700 甚至T800、T1000 性能差距较大，通常用T700。次之材料通过增加层数可达到等强度效果。
五、10吨的（各方向）冲击下保证不发生明显形变，应选M系列，M40较可行。
还有问题加Q181150695。
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