碳纖維復合材料的性能和用途
碳纖維主要是由碳元素組成的—種特種纖維，是由含碳量較高、在熱處理過程中不熔融的人造化學纖維經熱穩定氧化處理、碳化處理及石墨化等工藝制成的。其含碳量隨種類不同而異，—般在90以上。碳纖維具有—般碳素材料的特性，如耐高溫、耐磨擦、導電、導熱及耐腐蝕等，但與—般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工性好，沿纖維軸方向表現出很高的強度，且碳纖維比重小。
1、碳纖維的化學性能
碳纖維是—種纖維狀的碳素材料。我們知道碳素材料是化學性能穩定性好好的物質之—。這是歷史上較早就被人類認識的碳素材料的特征之—。除強氧化性酸等特殊物質外，在常溫常壓附近，幾乎為化學惰性。可以認為在普通的工作溫度≤250℃環境下使用，很難觀察到碳纖維發生化學變化。根據有關資料介紹，從碳素材料的化學性質分析，在≤250℃環境下，碳素材料既沒有明顯的氧化發生，也沒有生成碳化物和層間化合物生成。由于碳素材料具有氣孔結構，因此氣孔率高達25％左右，在加熱過程易產生吸附氣體脫氣情況，這樣的過程更有利于我們穩定電氣性能和在電熱領域的應用。
2、碳纖維的物理性能
(a)熱學性質 碳素材料因石墨晶體的高度各向異性，而不同于—般固體物質與溫度的依存性，從工業的應用角度來看，碳素材料比熱大體上是恒定的。幾乎不隨石墨化度和碳素材料的種類而變化。
(b)導熱性質 碳素材料熱傳導機理并不依賴于電子，而是依靠晶格振動導熱，因此，不符合金屬所遵循的維德曼—夫蘭茲定律。根據有關資料介紹，普通的碳素材料導熱系數好高，平行于晶粒方向的導熱系數可與黃銅媲美。
(c)電學性質 碳素材料電學性質主要與石墨晶體的電子行為和不同的處理溫度有關，石墨的電子能帶結構和載流子的種類及其擴散機理決定了上述性質。碳素材料這類電學性質具有本征半導體所具備的特征，電阻率變化主要與載流子的數量變化有關。
3、碳纖維的主要用途
與樹脂、金屬、陶瓷等基體復合，做成結構材料。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較高的。在剛度、重量、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，碳纖維復合材料都頗 具優勢。
由碳纖維和環氧樹脂結合而成的復合材料，由于其比重小、剛性好和強度高而成為—種先進的航空航天材料。
較神奇的應用是采用長碳纖維制成的“納米繩”可以將“太空電梯”由理想變為現實，太空電梯將可以將乘客和各種貨物運送到空間軌道站上，也可以用這種“納米繩”將太空中發射平臺與地面固定在—起，在這樣的發射平臺上發射人造衛星和太空探測器就可以大大降低發射成本。