碳纖維是什麽？它是用來做什麽的？

碳纖維是壹種高強度、高模量的新型纖維材料，其含碳量高達95%以上。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向堆積並碳化石墨化而成的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內剛”，比鋁輕，但比鋼強，具有耐腐蝕、模量高的特點。它是國防、軍事工業和民用的重要材料。它既具有碳材料固有的固有特性，又具有紡織纖維的柔軟性和可加工性，是新壹代增強纖維。\x0d\碳纖維具有許多優異的性能，如高軸向強度和模量、低密度、高比性能、不蠕變、在非氧化環境中耐超高溫、良好的抗疲勞性、介於非金屬和金屬之間的比熱和導電性、小的熱膨脹系數和各向異性、良好的耐腐蝕性和良好的X射線透過性。良好的導電性和導熱性、良好的電磁屏蔽等。\x0d\與傳統玻璃纖維相比，碳纖維的楊氏模量是三倍以上；與凱芙拉纖維相比，其楊氏模量約為凱芙拉纖維的兩倍，在有機溶劑、酸和堿中不溶且溶脹，具有突出的耐腐蝕性能。\x0d\x0d\應用領域\ x0d \碳纖維是國防、軍工和國民經濟發展的重要戰略物資，是關鍵技術密集型材料。隨著學術研究從短纖維碳纖維到長纖維碳纖維，利用碳纖維制作發熱材料的技術和產品逐漸普及。在當今世界高速工業化的背景下，碳纖維的用途正趨於多樣化。在我國，長纖維已經作為壹種高性能纖維使用，在要求高溫和高物理穩定性時，碳纖維復合材料具有不可替代的優勢。材料的比強度越高，構件的重量越小，比模量越高，構件的剛度越大。正是由於其優異的性能，碳纖維在國防和民用領域有著廣闊的應用前景。\x0d\碳纖維碳材料已經廣泛應用於軍事和民用工業的各個領域。從航天、航空、汽車、電子、機械、化工、紡織等民用行業到運動器材、休閑用品。碳纖維增強復合材料可用於飛機制造等軍事領域，風電葉片、電磁屏蔽材料、人工韌帶等人體替代材料等工業領域，以及制造火箭外殼、摩托艇、工業機器人、汽車板簧、傳動軸等。蝙蝠等運動領域。碳纖維是高新技術領域典型的新型工業材料。\x0d\x0d\復合材料\ x0d \碳纖維在傳統使用中不僅僅作為保溫材料。大部分用作增強材料，添加到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，形成復合材料。碳纖維已經成為先進復合材料最重要的增強材料。碳纖維復合材料具有輕而強、輕而剛、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、結構和尺寸穩定性好、設計性好、可大面積整體成型等特點，被廣泛應用於航空航天、國防軍工和民用工業等各個領域。碳纖維可以加工成織物、氈、席、帶、紙等材料。高性能碳纖維是制造先進復合材料最重要的增強材料。\x0d\x0d\土木建築\ x0d \土木建築領域:碳纖維還用於加固工業與民用建築、鐵路與公路橋梁、隧道、煙囪、塔架結構等。在鐵路建設中，大型屋頂系統和隔聲墻在未來會有很好的應用，這些也將是碳纖維很有前景的應用。具有密度低、強度高、耐久性好、耐腐蝕性強、耐酸堿等化學品腐蝕、柔韌性好、應變能力強等特點。碳纖維管制作的桁架式框架屋蓋比鋼材輕50%左右，使大型結構達到實用化水平，施工效率和抗震性能有了很大提高。另外，用碳纖維加固混凝土結構時，不需要加螺栓和鉚釘固定，對原混凝土結構擾動小，施工工藝簡單。\x0d\x0d\航空航天\ x0d \碳纖維是火箭、衛星、導彈、戰鬥機、艦船等先進武器裝備必不可少的戰略基礎材料。碳纖維復合材料在戰略導彈彈體和發動機殼體上的應用，可以大大減輕重量，提高導彈的射程和突擊能力。比如美國上世紀80年代研制的洲際導彈第三級殼體，全部采用碳纖維和環氧樹脂復合材料。碳纖維復合材料也被廣泛應用於新壹代戰鬥機。比如美國的第四代戰鬥機F22，使用了24%左右的碳纖維復合材料，使戰鬥機具備了高超音速巡航、超視距作戰、高機動性和隱身的特點。波音公司推出新壹代音速巡洋艦，搭載高速寬體客機。大約60%的結構部件將由增強碳纖維塑料復合材料制成，包括機翼。我國研制的碳纖維復合材料剎車預制件的性能已達到國際水平。用這種預制技術制造的國產碳和碳剎車盤已批量裝備在國防重點型號的軍用飛機上，並已在B757民用飛機上使用，在其他飛機上的使用也在試驗檢驗中，並將推廣到坦克、高速列車、豪華轎車、賽車等。碳纖維比鋁輕，但強度相似。碳纖維在艦船上也有重要的應用價值，可以減輕艦船的結構重量，增加艦船的有效載荷，從而提高運輸作戰物資的能力。碳纖維沒有腐蝕和生銹的問題。由於使用碳纖維材料可以大大減輕結構重量，因此可以顯著提高燃油效率。由碳纖維和塑料復合材料制成的衛星、火箭等飛機、航天器，由於質量小，噪音低，功耗低，可以節省大量燃料。據報道，航天飛機的質量每減少1千克，運載火箭就可以減少500千克。\x0d\碳纖維也是讓大型民用飛機、汽車、高速列車等現代交通工具“輕量化”的絕佳材料。航空應用中對碳纖維的需求正在增加。新壹代大型民航客機空客A380和波音787使用了約50%的碳纖維復合材料。波音777飛機使用碳纖維作為結構材料，包括水平和垂直橫向尾翼和橫梁，被稱為重要的結構材料，因此其質量要求極其苛刻。波音787的機身也是碳纖維材質，讓飛機飛得更快，耗油更少，同時增加了機艙的濕度，讓乘客更舒適。空客在他們的飛機上也大量使用碳纖維，碳纖維將被廣泛應用於新型客機A380。這使飛機機身結構重量減輕了20%，比同類飛機節省了20%的燃油，從而大大降低了運營成本，減少了二氧化碳排放。\x0d\\x0d\汽車材料\x0d\碳纖維材料也成為了汽車生產廠家最喜歡的材料，\x0d\\x0d\已經廣泛應用於汽車內外裝飾。碳纖維作為汽車材料，最大的優勢是重量輕，強度高，只有鋼的20%到30%，但其硬度卻是鋼的10倍以上。因此，在汽車制造中使用碳纖維材料可以使汽車輕量化，取得突破性進展，並帶來節能的社會效益。業內人士認為，碳纖維在汽車制造領域的使用將會增加。\x0d\中科院研發的壹款碳纖維車，主要是在外殼上:普通材質的車引擎蓋上，用錘子使勁壹敲，漆面很可能會凹陷，但是這款車的車殼很結實，使勁打引擎蓋後會迅速反彈，表面壹點損傷都沒有。研究人員表示，碳纖維復合材料制成的汽車比普通鋼鐵制成的汽車更輕、更快。碳纖維汽車摒棄了傳統的鋼結構，大量采用碳纖維材料制成，與普通鋼材相比，可減輕汽車重量60%。同樣的油耗，這輛車每小時能多開50公裏。\x0d\碳纖維雖然輕，但是安全性好。雖然看起來像塑料，但實際上這種材料的抗沖擊性比鋼更強，尤其是碳纖維材質的方向盤，機械強度和抗沖擊性更高。在復合材料的配合下，碳纖維車已經成為家用車中的裝甲車。這種碳纖維材料已經應用於高速列車的裙部。\x0d\x0d\纖維增強\ x0d \碳纖維增強包括碳纖維布增強和碳纖維板增強。美國、日本等發達國家在20世紀80年代就開始了碳纖維材料在混凝土結構加固修復中的應用研究。我國這項技術起步很晚，但隨著我國經濟建設和交通運輸的快速發展，相當壹部分既有建築由於當時設計荷載標準較低，存在歷史遺留問題，部分建築由於使用功能的改變，難以滿足現行標準使用的要求，急需維修加固。常用的加固方法有很多，如:加大截面、外包鋼加固、粘鋼加固、碳纖維加固等。碳纖維加固修復結構是繼增大混凝土截面和粘鋼之後的又壹種新的結構加固技術。\x0d\從1997開始，我國開始從國外引進碳纖維復合材料加固混凝土結構。它已成為研究和工程應用的熱點。國內數十所高校和科研院所開展了此項研究工作，取得了壹批接近國際先進水平的研究成果。由於中國擁有世界上最大的民用建築市場，碳纖維加固建築結構的應用將呈增長趨勢。\x0d\x0d\體育用品\ x0d \碳纖維用於運動休閑領域。諸如球桿、釣魚竿、網球拍、羽毛球拍、自行車、滑雪桿、滑雪板、帆板桅桿和帆船船體等體育用品都是碳纖維的主要用戶。碳纖維可用於日常用品，如音響、浴霸、取暖器等家用電器，也可用於手機、筆記本電腦等電子產品。\x0d\三個重要的運動應用是球棒和球拍框。據估計，蝙蝠的年產量為3400萬只。世界上40%的碳纖維球棒是由碳纖維制成的。世界上碳纖維釣竿的產量約為每年2000萬雙。網球拍框架的市場容量約為每年600萬雙，其他體育應用包括冰球棍和滑雪桿。碳纖維也用於劃船、賽艇和其他海上運動。