碳纤维综述
第四章碳纤维
碳纤维的比热容一般为7.12×10-1 KJ／(kg·K)。 热导率随温度升高而下降。 碳纤维的比电阻与纤维的类型有关，在25℃时，高模量纤维为 775μΩ／cm，高强度碳纤维为1500 μΩ／cm 。碳纤维的电动 势是正值，而铝合金的电动势为负值。因此当碳纤维复合材料 与铝合金组合应用时会发生化学腐蚀。
商品种类
1)短纤维：单根D=5~10微米，每股有1000~10000根单丝； 2)连续长纤维：D=5~10微米，每股有1000~10000根，长度 100~1000米； 3)炭带：由炭纤维丝编织而成；
碳纤维按性能可以分为 高强度、高模量碳纤维、活性炭纤维和离子交换碳纤。
大丝束碳纤维是指每束碳纤维的根数等于或大于 46000—48000根，即每束≥46K一48K的碳纤维。而 1000 根、3000根、6000根、12000根以及24000根即1K、 3K、6K、12K、24K的碳纤维则称为小丝束碳纤维。 大丝束的生产对前驱体要求较低，产品成本低，非常 适合一般民用工业领域。而小丝束的生产追求高性能 化，代表世界碳纤维发展的先进水平。
（l）催化浸渍。催化浸渍主要是浸渍催化脱水剂 （2）预氧化工序主要是在催化剂的作用下进行脱水、热裂和结 构转化，使白色粘胶纤维转化为黑色预氧丝．并赋予其阻燃性。 (3)低温碳化工序发生的反应主要是深度脱水、热裂和芳构化,此 时逸出的废气和产生的焦油相当多。 (4)高温碳化工序产生的废气和焦油就少得多 浸渍催化剂和预氧化处理是制 造粘胶基碳纤维的 重要工序，是由有机纤维粘胶丝转化为无机碳纤维的关键所在。
碳纤维的发展现状
碳纤维的发展现状碳纤维(carbon fiber),它不仅具有碳材料的固有本征特性，乂兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维碳，是纤维状的碳素材料，含碳量在90% 以上，其中含碳量高于99%的称石墨纤维。
与传统的玻璃纤维(GF)相比，氏模量是其3倍多；它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。
有学者在1981年将聚丙烯膳(PAN)基碳纤维浸泡在强碱洛液中，时间已过去20多年，它至今仍保持纤维形态。
图1碳纤维碳纤维最早山美国联合碳化物公司和美国空军材料实验室于1959年投产，原丝采用粘胶纤维。
1962年，日本碳公司进行了通用级聚丙烯睹基碳纤维的生产。
1971年，曰本东丽公司的高性能聚内•烯月青基碳纤维投产。
沥青基碳纤维是日本吴羽化学工业公司于1973年投产的。
联合碳化物公司生产了高模量沥青基碳纤维,1985年，美国、日本及西欧的聚丙烯月青基碳纤维年生产能力共约有7.25kt,沥青基碳纤维为1.28kto碳纤维一般以力学性能和制造原材料来进行分类。
按力学性能一般可分为两类：a)通用型(GP)碳纤维；b)高性能型(HP)碳纤维。
通用型碳纤维强度lOOOMPa、模量lOOGPa左右，高性能型碳纤维乂可分为高强型(强度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量在300GPa以上)。
强度大于4000MPa者称为超高强型;模量大于450GPa者称为超高模型。
按原材料可分为3类：a)聚丙烯膳基(PAN)碳纤维；b)沥青基碳纤维；c)粘胶基（纤维素）碳纤维。
3种原料碳纤维的主要性能见表1。
表1 3种原料碳纤维的主要性能种类抗拉强度/MPa 抗拉模量/GPa密度/g ■ cm_3断后延伸率，%PAN基碳纤维>3 500>230 1.76 ~ 1.940.6-L2沥青基碳纤维1 600379 1.7 1.0粘胶基碳纤维2 100 ~2 800414 ~552 2.00.7碳纤维按照一束纤维中根数的多少分为小丝束和大丝束碳纤维。
碳纤维综述
碳纤维综述碳纤维指在化学组成中碳元素质量分数在 90%以上的纤维材料，是20世纪60年代开发成功的一种耐高温、耐腐蚀、热膨胀系数小、尺寸稳定性好、高强度、高模量新型碳材料。
碳纤维可采用聚丙烯腈纤维（PAN 纤维）、沥青纤维、粘胶纤维或木质素纤维等经过氧化、低温碳化、高温碳化而制成。
广泛应用于航空航天、体育休闲用品和一般工业领域。
碳纤维产业在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面，发挥着非常重要的作用。
碳纤维是上世纪 60 年代兴起的一种新型高性能材料，它具有很多优点，是一种理想的功能材料和结构材料。
起初是为宇航工业和军用飞机的需要发展起来的，但是如今己经广泛应用于商业、民用航空、文体、工业以及运输等领域，具有广阔的应用前景。
高性能碳纤维复合材料的开发应用，进一步促进了碳纤维工业的发展[1]。
[2]二：碳纤维的分类碳纤维一般按原料不同、性能、用途来进行分类。
具体分类如下：（1）碳纤维纸根据其原料不同分为：聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、黏胶基碳纤维三种。
（2）碳纤维按性能可分为：高性能碳纤维和低性能碳纤维。
其中高性能碳纤维有分为高强度碳纤维、高模量碳纤维、中模量碳纤维等类型。
低性能碳纤维分为耐火碳纤维、石墨碳纤维等类型。
（3）按用途不同分为五个等级：高模量（模量＞500GPa）、高强度（强度＞3GPa）、中模量（模量100～500GPa）、低模量（模量100～200GPa）、普通用途(模量＜100GPa ，强度＜1 GPa）[3]。
三：碳纤维的性能碳纤维呈黑色，坚硬，具有强度高、重量轻等特点，是一种力学性能优异的新材料。
碳纤维具有一些非常优异的特性:抗拉强度高，可高达3000~4000MPa，比钢高4倍，比铝高6一7倍;弹性模量高，可高达600GPa;密度小、比强度高，碳纤维的密度是钢的1/4，是铝的1/2，比强度比钢大16倍，比铝合金大12倍。
此外，还有耐高低温性能好，当温度高于400℃时，才出现明显的氧化，生成Co和Co2 ; 在非氧化气氛中，可在2000℃使用，即使在3000℃也不熔、不软;在-180℃下，钢铁都变得比玻璃脆，而碳纤维依旧很柔软; 耐腐蚀性强，能耐浓盐酸、硫酸、磷酸、苯、丙酮等，将碳纤维放在浓度为50%的盐酸、硫酸和磷酸中，200天后其弹性模量、强度和直径基本没有变化，其耐腐蚀性比黄金还好;热膨胀系数小、摩擦系数小和导热系数大，可以耐急冷急热，即使从3000℃降到室温也不会炸裂;导电性能好，电阻率为10-2 ~ 10-4Ω.cm;与其它材料相容性高、与生物的相容性好;又兼备纺织纤维的柔软，可加工性，设计自由度大，可进行多种设计，以满足不同产品的性能与要求。
碳纤维材料研究报告
碳纤维材料研究报告引言碳纤维材料是一种具有轻质、高强度和高刚度的复合材料，由于其优异的性能，在航空航天、汽车、体育器材等领域得到了广泛应用。
本文旨在对碳纤维材料进行全面的研究和分析，以期深入了解其结构、性质和应用。
一、碳纤维材料的结构碳纤维材料的基本结构由纤维和基体组成。
纤维部分由数以千计的碳纤维束组成，每束纤维都是由无数个碳纤维单丝捻合而成。
这些纤维单丝是由碳纤维原料经过高温炭化处理得到的，具有高度有序的晶体结构。
基体是指填充在纤维间的树脂，常见的有环氧树脂和聚酰亚胺等。
二、碳纤维材料的性质1. 轻质高强度：碳纤维材料的密度只有钢的四分之一，但其强度却比钢高几倍。
这使得碳纤维材料成为制造轻量化产品的理想选择，如飞机、汽车和运动器材等。
2. 高刚度：碳纤维材料具有优异的刚度，使得其在受力时不易发生形变。
这种性质使得碳纤维材料在结构工程中得到广泛应用。
3. 耐腐蚀性：碳纤维材料耐腐蚀性强，可以在恶劣环境下工作，不易受到化学物质的侵蚀。
4. 热导性：碳纤维材料具有良好的热导性能，可以有效地分散和传导热量。
5. 导电性：碳纤维材料是一种优良的导电材料，可以用于制造导电材料和电子器件。
三、碳纤维材料的应用1. 航空航天领域：由于碳纤维材料的轻质高强度和高刚度特性，它被广泛应用于飞机的主要结构件，如机翼、机身和尾翼等。
碳纤维材料的应用可以大幅度减轻飞机的重量，提高燃油效率，并增加飞机的飞行距离。
2. 汽车工业：碳纤维材料在汽车制造中的应用可以降低汽车的整体重量，提高燃油经济性和安全性能。
例如，碳纤维增强塑料被广泛用于制造汽车车身和底盘等部件。
3. 体育器材：碳纤维材料的轻质高强度使其成为制造体育器材的理想材料，如高尔夫球杆、网球拍和自行车车架等。
碳纤维材料的应用可以提高器材的性能，使运动员在比赛中取得更好的成绩。
结论碳纤维材料是一种具有轻质、高强度和高刚度的复合材料，在航空航天、汽车和体育器材等领域得到了广泛应用。
碳纤维的发展及应用
碳纤维的发展及应用碳纤维是一种轻质，高强度，耐热，耐腐蚀的材料，具有广泛的应用前景。
它是由纯碳纤维束或纤维织物制成的。
碳纤维的发展与应用自20世纪70年代以来，取得了长足的进步。
本文将从碳纤维的发展历程、主要制备工艺、应用领域以及未来发展方向等方面进行探讨。
碳纤维的发展可以追溯到20世纪60年代末的两个独立研究团队，分别是美国的杜邦公司和日本的托勒贝克公司。
他们首先成功制备出了高强度的碳纤维，并在汽车、航空航天、体育用品等领域进行了应用。
之后，随着碳纤维制备技术的不断改进和突破，碳纤维的性能得到了显著提高。
目前，碳纤维已成为继钢铁、铝合金之后的第三代结构材料。
碳纤维的制备主要有湿法和干法两种工艺。
其中，湿法工艺利用聚丙烯腈（PAN）纤维作为原料，在高温氧化和热解的条件下，形成碳纤维。
干法工艺则是采用石墨纤维为原料，通过高温热解或化学气相沉积方法得到碳纤维。
两种工艺各有优劣，湿法工艺制备的碳纤维具有较高的强度和模量，而干法工艺制备的碳纤维则具有较高的热导率和耐高温性能。
碳纤维在航空航天领域有着广泛的应用，如制造飞机机身、舵面、梁等部件，能够减轻重量并提高飞机的燃油效率。
此外，碳纤维还常用于制造卫星的支撑结构和太阳能电池板等部件，以及航天器的防热层材料。
在汽车领域，碳纤维可以用于制造车身和内饰部件，可以有效减轻车辆重量，提高燃油经济性和动力性能。
碳纤维还广泛应用于体育用品制造，如高尔夫球杆、自行车框架、滑雪板等。
除了上述应用领域，碳纤维还具有广阔的发展前景。
随着全球环保意识的增强，碳纤维被认为是一种绿色材料，并且在可再生能源、新能源汽车等领域有着重要的应用潜力。
此外，碳纤维在建筑领域也有一定的应用空间，可以制造轻型建筑结构和防震设备，提高建筑物的抗震性能。
在医疗器械领域，碳纤维也常用于制造人工关节、各类手术器械等。
此外，碳纤维在船舶、铁路等交通运输领域，以及电子、电信、能源等行业也有着广泛的应用。
然而，碳纤维的制造成本较高，限制了其在一些领域的推广应用。
简述碳纤维材料的特点和应用
简述碳纤维材料的特点和应用
碳纤维是一种由碳纤维纤维组成的高强度材料，具有以下特点：
1. 轻质高强：碳纤维比钢轻四倍，比铝轻一半，但强度却比钢高五倍以上，比铝高两倍以上。
这使得碳纤维成为制造轻量化产品的理想材料。
2. 高刚性：碳纤维具有优异的刚性和弹性模量，可以有效抵抗变形和破裂。
这使得碳纤维成为高性能结构材料的首选。
3. 耐腐蚀性：碳纤维具有良好的耐腐蚀性，对酸碱和盐类等腐蚀介质具有较好的稳定性。
这使得碳纤维在化工、海洋等领域的应用得到了广泛推广。
4. 耐高温性：碳纤维可以耐受高温环境，能够在1200°C以上
的高温下稳定工作。
这使得碳纤维在航空航天、能源等领域的高温应用具有重要意义。
碳纤维材料广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：
1. 航空航天领域：碳纤维的轻质高强特性使其成为制造航空航天器、导弹和卫星等高性能结构件的重要材料。
2. 汽车工业：碳纤维的轻量化特性能够有效降低汽车整体重量，提高燃油经济性和减少尾气排放，因此在汽车制造领域得到广泛应用。
3. 体育器材领域：碳纤维制成的运动器材如高尔夫球杆、自行车、滑雪板等具有较轻的重量和高强度，能够提供更好的运动性能和驾驶体验。
4. 建筑领域：碳纤维可以用于加固和修复混凝土结构，提高建筑物的抗震性能和耐久性。
5. 医疗、医药领域：碳纤维可以制成医疗器械、人工骨骼等，具有良好的生物相容性和医用效果。
总之，碳纤维材料具有轻质高强、高刚性、耐腐蚀、耐高温等特点，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材、建筑、医疗等多个领域。
碳纤维复合材料发展方向及前景综述
在当今世界，碳纤维复合材料作为一种轻量化、高强度的新型材料，已经在诸多领域展现出了巨大的发展潜力。
从航空航天到汽车制造，从体育器材到建筑材料，碳纤维复合材料都展现出了其独特的优势和潜力。
本文将对碳纤维复合材料的发展方向及前景进行综述，旨在帮助读者更全面、深刻地了解这一重要材料的未来走向。
1. 碳纤维复合材料的基本概念碳纤维复合材料是由碳纤维和树脂基体组成的复合材料。
碳纤维具有轻质、高强度、高模量、耐高温和耐腐蚀等优点。
而树脂基体则起着粘结和保护作用。
碳纤维复合材料的制备工艺主要包括预浸法、纺丝法和层压法等。
2. 碳纤维复合材料在航空航天领域的应用碳纤维复合材料在航空航天领域具有重要意义。
它们可以减轻飞机和航天器的重量，提高飞行性能，延长使用寿命，并且有利于节能减排。
未来的发展方向包括更高强度、更低密度的碳纤维复合材料的研发，以及更加智能化的制造工艺和设计方法。
3. 碳纤维复合材料在汽车制造领域的应用碳纤维复合材料在汽车制造领域也有着广阔的应用前景。
它们可以降低汽车的整体重量，提高燃油效率，增加汽车的安全性和舒适性。
未来汽车领域的发展方向包括降低碳纤维复合材料的成本，加快大规模生产工艺的研发，以及更加环保和可持续的材料回收利用方案。
4. 碳纤维复合材料在体育器材领域的应用在体育器材领域，碳纤维复合材料已经成为了许多高端器材的首选材料。
它们轻盈、坚固、具有良好的弹性和吸震性能，可以有效提高运动员的表现。
未来，随着运动科技的不断发展，碳纤维复合材料在体育器材领域的应用前景将会更加广阔。
5. 碳纤维复合材料在建筑材料领域的应用在建筑领域，碳纤维复合材料在结构加固、新型材料研发等方面具有广泛的应用前景。
它们具有较高的抗拉强度、抗压强度和耐久性能，可以提高建筑结构的安全性和耐久性，同时减轻结构自重，有利于节能减排。
总结回顾通过本文的综合介绍，我们可以看到碳纤维复合材料作为一种新型材料，具有广阔的应用前景和发展空间。
碳纤维资料总结
读《碳纤维及石墨纤维》总结一、碳纤维和石墨纤维的发展概况1.研究碳纤维的先驱：1860年，英国人约琴夫•斯旺（J. Swan）用碳丝制作灯泡的灯丝，早于美国人爱迪生（T. A. Edsion）。
斯旺未能解决灯泡的真空问题，爱迪生解决的真空问题。
斯旺提出利用孔口挤压纤维素成纤维技术，为后来的合成纤维提供启示。
2.聚丙烯腈基碳纤维的发明者：进藤昭男（日本大阪工业技术试验所）从事碳素的崩散现象和崩散素胶状粒子的研究以及反应堆所用碳材料中微量彭元素的去除。
进一步，他研究了民用腈纶在一些列热处理过程中物性和结构的变化，即开始研制PAN基碳纤维。
研究结论是PAN纤维需要经氧化处理才能得到碳纤维，确定了制取PAN基碳纤维的基本工艺流程，即氧化和碳化。
但未能制造性能好的碳纤维。
英国人瓦特（W. Watt）在预氧化的过程中施加张力牵引打通了制取高性能碳纤维的流程工艺，从此牵伸贯穿于氧化和碳化的始终，成为制造碳纤维最重要的工艺参数。
目前，牵张力已细化和量化，在不同热处理过程中施加适量的牵张力，以满足结构的转化。
3.从东丽公司碳纤维发展历程看原丝的重要性：日本东丽公司在碳纤维的质量和产量均位于世界之首。
公司发展启示：原丝是制取高性能碳纤维的前提。
1962年，公司采用民用腈纶为原丝，但生产不出质量较好的碳纤维。
1967年，研究适合制造碳纤维的共聚原丝，把提高PAN（聚丙烯腈）原丝质量放在第一位。
目前主要经营T300（碳纤维，300为拉伸强度3Gpa），M40（石墨纤维,拉伸模量40Gpa）。
1981年，波音公司提出高强度、大伸长的碳纤维需求，制造大型客机的一次结构材料。
1984年，东丽公司成功研制T800，满足波音公司需求。
1986年，研制T1000；1992年，研制了M70J。
目前，T800H已经是制造大飞机（A380和B787）的主要增强纤维。
T1000是碳纤维中拉伸强度最高、断裂伸长最大的碳纤维。
M70J的拉伸模量最高达到690Gpa，是目前PAN基石墨纤维中最高的纤维。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
PAN基碳纤维
摘要:聚丙烯晴基碳纤维是一种力学性能优异的新材料，具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小、减震等优异性能，是航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料，同时在体育用品、交通运输、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。
本文简要介绍了其结构，制备方法，性能，应用领域及其前景。
关键词：PAN基碳纤维碳纤维结构 PAN基碳纤维制备 PAN基碳纤维性能
PAN基碳纤维应用前景航天军事体育用品
1.碳纤维结构
碳纤维属于聚合的碳，它是由有机物经固相反应转化为三维碳化合物，碳化历程不同，形成的产物结构也不同。
碳纤维和石墨纤维在强度和弹性模量上有很大差别，这主要是由于其结构不同，碳纤维是由小的乱层石墨晶体所组成的多晶体，含碳量约75%~95%；石墨纤维的结构与石墨相似，含碳量可达98%~99%，杂志少。
碳纤维的含碳量与制造纤维过程中碳化和石墨化过程有关。
2.PAN基碳纤维的制备
从原料丙烯晴到聚丙烯晴基碳纤维的制备过程中可以看出四个关键步骤：
PAN的聚合，
原丝的制备，原丝的预氧化以及预氧化丝的炭化和石墨化。
2.1 PAN的聚合
由于PAN分子结构的特性，纯聚体PAN不适宜作为碳纤维前驱体。
工业生产中，往往采用
共聚PAN来制备PAN原丝。
引入共聚单体可以起到如下作用：减少聚合物原液中凝胶的产生；
增加聚合物的溶解性和可纺性；降低原丝环化温度及变宽放热峰。
但也可能带来一些负作用：
降低原丝的结构规整性和结晶度；增加大分子链结构的不均匀性；引入更多的无机和有机杂质
等。
2.2 原丝的制备
PAN在熔点（317°C）以下就开始分解，因此形成纤维主要通过湿法或干湿法进行纺丝。
干湿法纺丝由于将挤出膨化与表皮凝固进行了隔离，纤维的成形机理有所改变，因此湿法
纺丝凝固过程中皮层破裂或径向大孔及表皮褶皱等现象基本消失，干湿法纺丝的原丝表面及内
部的缺陷减少、致密性提高。
干湿法纺丝还具有高倍的喷丝头拉伸（3~10mm的空气层是有效拉伸区），纺丝速度高（为湿法纺丝的5~10倍），容易得到高强度、高取向度的纤维等特点，从而保证了碳纤维有足够的强度，是当前碳纤维原丝生产的发展方向。
2.3 原丝的预氧化
预氧化过程中原丝的颜色由白色向黄、棕、黑过渡，主要发生的反应为脱氢、环化及氧化反应，其中环化反应是预氧化过程中最关键的一步。
环化反应：PAN热处理时，分子间相邻氰基的加成反应，形成稳定性较高的梯形结构。
脱氢反应：为环化的聚合物或环化的杂环均可由于氧的作用发生脱氢反应，产生大量的水。
脱氢反应是预氧化过程中主要反应之一，其结果导致主链上双键的形成，赋予主链更高的稳定性，使预氧化丝具有耐燃性。
氧化反应：预氧化开始时，氧化脱氢为氧化反应的主要部分。
除此之外，氧同时还直接与预氧化丝结合，主要生成羟基、羰基、羧基等。
若PAN原纤被充分预氧化，在预氧化丝中的含氧量甚至课高达16%~23%。
影响PAN原丝预氧化的因素只要有：纤维的张力，热处理温度和介质的影响。
2.4 预氧化丝的碳化及石墨化
为避免高温下碳的氧化，碳化必须在惰性气氛的保护下进行。
通常采用N
2、Ar
2
或其他非氧
化性介质如HCl等气体。
碳化是纤维仍会发生物理收缩和化学收缩，因此要对纤维施加张力进行拉伸以得到优质碳纤维。
碳化阶段以多段式的升温速率进行。
低于600°C的温区，需低升温速率，升温速率需严格控制在小于5℃/min的范围内。
因为这一温区包含大部分的化学反应及挥发性物质的逸出，提高升温速率的话，纤维表面会形成气孔或不规则的形态。
600℃以上的温区，可以以较快的升温速率进行，此加热段仍有挥发性产物的逸出，同时形成分子链聚合物之间的交联。
经600℃左右的低温碳化处理后，碳纤维的强度为1.5~2.0GPa，模量约120GPa。
从900℃升温到1350℃，可制取强度为3~4GPa，模量约220GPa的碳纤维；升温到1500℃，可制取强度为4~5GPa,模量约240GPa的碳纤维；升温到1800℃，可制取强度为4GPa，模量约280GPa的碳纤维。
为了得到更高模量的碳纤维，将碳纤维放入2500~3000℃的高温下进行石墨化处理，可以得到碳含量在99%以上的碳纤维。
由此可见，通过不同的热处理工艺，可以获得高强型、高模型或强度与模量相匹配的碳纤维。
3.性能
碳纤维的化学性能与碳十分相似，在空气中当温度高于400℃时即发生明显的氧化，氧化产物CO
2
、CO在纤维表面三十，所以其在空气的中的使用温度不能太高，一般在360℃以下，但在隔绝氧的情况下，使用温度可大大提高到1500℃~2000℃，而且温度越高，纤维强度越大。
碳纤维的径向强度不如轴向强度，因而碳纤维忌径向强力（即不能打结）。
碳纤维有通用型（GP）、高强型（HT）、高模型（HM）、高强高模(HP)等多种规格。
碳纤维有如下的优良特性：①比重轻、密度小；②超高强力与模量；③纤维细而柔软；④
耐磨、耐疲劳、减震吸能等物理机械性能优异；⑤耐酸、碱和盐腐蚀，可形成多孔、表面活性强、吸附性强的活性碳纤维；⑥热膨胀系数小，导热率高，不出现蓄能和过热，高温下尺寸稳定性好，不燃，热分解温度800℃，极限氧指数55；⑦导电性、X射线透过性及电磁波隐蔽性良好；⑧具有润滑性，不沾润在熔融金属中，可使其复合材料磨损率降低；⑨生物相容性好，生理适应性强。
4.应用前景
碳纤维复合材料是为满足航空、航天等军事部门的需要而发展起来的新型材料，但因一般工业部门对产品的质量和可靠性要求不及上述部门严格，故开发应用的周期较短，推广应用得很快，被广泛应用于各种民用工业领域。
碳纤维除用于高温绝热材料及除电刷子之外，一般并不单独使用，常加入到树脂（以环氧、酚醛为主）、金属或陶瓷、碳、水泥等基体中，构成碳纤维增强复合材料，是一种极为有用的结构材料。
它不仅质轻、耐高温，而且有很高的抗拉强度和弹性模量。
4.1航空航天
碳纤维复合材料具有高比强度、高比刚读（比模量）、耐高温、可设计性强等一系列独特优点，是导弹、运载火箭、人造卫星、宇宙飞船、雷达等结构上不可或缺的战略材料。
航空则以客机、直升机、军用机为主要应用对象。
4.2文体和医疗用品
文体休闲用品是碳纤维复合材料应用的重要领域，高尔夫球杆、网球拍和钓鱼竿是三大支柱产品，其次是自行车、赛车、赛艇、弓箭、滑雪板、撑杆和乐器外壳等。
医疗领域包括医学上用的移植物、缝合线、假肢、人造骨骼、韧带、关节以及X光透视机等。
4.3一般工业
碳纤维复合材料在汽车工业用于汽车骨架、活塞、传动轴、刹车装置等；在能源领域应用于风力发电叶片、新型储能电池、压缩天然气贮罐、采油平台等；碳纤维因其质轻高强和极好的导电性及非磁性而在电子工业中用于制备电子仪器仪表、卫星天线、雷达等；碳纤维增强材料（CFRC）与钢筋混凝土相比，抗张强度与抗弯强度高5到10倍，弯曲韧度和伸长应变能力高20~30倍，重量却只有1/2，已被广泛应用于房屋、桥梁、隧道等基础设施的混凝土结构增强工程中。
5.参考文献
[1]Singleton M. Allometric and metameric shape variation in Pan mandibular molars:
a digital morphometric analysis,Anatomical Record (Hoboken, N.J.:
2007) 294(2):322-34, 2011 Feb 294(2):322-34, 2011 Feb.
[2]百度文库. 碳纤维结构.
[3]陈蓉蓉，王莘蔚.聚丙烯晴基（PAN）碳纤维的性能、应用及相关标准.中国纤检2010，6
（75）
[4]顾迎春.高性能纤维课件.
[5]朱波.P A N基碳纤维制备成本构成分析及其控制探讨. Advanced Materials Industry.
l0．3969／j．issn．1008-897．X．2010．09．00
[6]方巍.碳纤维国内外市场和贸易状况分析及预测. Advanced Materials Industry.
10．3969／j．issn．1008-892X．2010．09．004.
[7]碳纤维市场发展态势. 合成纤维SFC 2010 No．1.
[8]张学军. PAN基高模量碳纤维. Advanced Materials Industry.
10．3969I ．issn．1008-892X．2010．11．004.
[9]王浩静，王红飞，李东风，等．石墨化温度对碳纤维微观结构及其力学性能的影响[J]．新
型碳材料，2005，20(2)：1 57-163．
[10]刘洪波，徐仲榆，张红波，等．高温热处理温度对PAN基碳纤维结构和力学性能的影响
[J]．合成纤维工业，1995，18(6)：18-23．
[11]徐仲榆，刘洪波，苏玉长，等．在石墨化过程中采用热牵伸法制备高性能PAN基碳纤维．炭
素，1997(3)：4-9．
[12]张红波，刘洪波，徐仲榆．制备聚丙烯腈基高模量碳纤维的高温热处理技术[J]．高科
技纤维与应用，2001，26(3)：6-9．
[13]赵稼祥．制备石墨纤维的新技术一射频直热法[J]．材料导报，2001，15(3)：57-58．
[14]贺福．碳纤维及其应用技术[M]．北京：化学工业出版社，2004：1-2，97-98．。