高分子材料之碳纤维
碳纤维材料
氧化，生成CO与CO2；
5.碳纤维还有耐油、抗辐射、抗放射、吸收 有毒气体和减速中子等特性。
碳纤维材料
碳纤维的分类
碳
纤
按状态分为长丝、短纤
维
维和短切纤维；按力学性能
的
分为通用型和高性能型 。高 性能型碳纤维又分为高强型 和高模型，强度再大的还有
分 类
超高强型和超高模型。随着
航天和航空工业的发展，还
二、热膨胀系数小
绝大多数碳纤维本身的热膨胀系数（固体在温度每升 高1K时长度或体积发生的相对变化量），室内为负数（0.5～-1.6）×10^-6/K，在200～400℃时为零，在小于
1000℃时为1.5×10^-6/K。由它制成的复合材料膨胀系
数自然比较稳定，可作为标准衡器具。
碳纤维数显卡尺
三、导热性好
聚丙烯腈(PAN)
纺丝
PAN原丝
预氧化炉
炭化炉 电解质溶液碳酸氨 上浆剂溶液EP树脂
预氧化 炭化 表面处理 碳纤维
废气处理工 程
收丝、包装
碳纤维成品
PAN基碳纤维生产的流程图
碳纤维材料
物理性质
1.碳纤维兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加
物 理 性
工性两大特征； 2.它的重量很轻；
3.碳纤维具有极好的纤度（是9000m长纤维的 克数)；
质 4.在不接触空气和氧化剂时，碳纤维能够耐受
3000℃以上的高温，具有突出的耐热性能；
5.碳纤维要温度高于1500℃时强度才开始下降 ，而且温度越高，纤维强度越大；
6.另外碳纤维还具有良好的耐低温性能，如在 液氮温度下也不脆化。
碳纤维材料
化学性质
化
学 性
1.碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤 维 。所以它化学性质与碳相似；
简述碳纤维概念及其主要特点
简述碳纤维概念及其主要特点
碳纤维是指将聚丙烯腈等高分子材料等制成“前驱体”，在高温下经过拉伸、碳化等多道工序制成的含碳纤维材料。
一般，品质优良的碳纤维可达到75%以上的碳含量。
碳纤维的主要特点如下：
1. 轻质高强度
碳纤维比钢轻四倍左右，比铝轻一半，但强度却高出好几倍。
它的拉伸强度比普通钢高5倍以上，抗弯曲强度是普通钢的两倍以上，同时具有很好的抗腐蚀性能。
2. 耐高温
碳纤维具有较高的热稳定性，可以在高温下长期使用。
同时，碳纤维的导热性能也很好，能够在高温下良好传导热量，避免热量集中导致的烧坏现象。
3. 良好的绝缘性能
碳纤维绝缘性能良好，不会导电。
因此，碳纤维可以用于制造高压设备和电子元器件等。
4. 易加工
碳纤维弹性好，可塑性强，易于加工，可以制成各种复杂形状。
5. 防震性能好
碳纤维的防震性好，可以用于制造船舶、飞机等，提高其安全性能。
总体而言，碳纤维是一种轻质、高强度、耐高温、防腐蚀、绝缘性能良好的材料，其应用范围相当广泛。
比如，在新能源汽车领域，碳纤维可以用于制造车壳、底盘等，提高车辆的能效和安全性能；在建筑领域，碳纤维可以用于加固钢筋混凝土等结构物，提高其抗震性能和寿命等。
因此，碳纤维材料发展前景广阔，具有很高的应用价值。
高性能碳纤维材料的制备与性能研究
高性能碳纤维材料的制备与性能研究一、引言碳纤维材料是一种重要的高性能材料，具有独特的物理、化学和力学性能。
它由碳纤维束组成，每根纤维束是由数百或数千个碳纤维单根组成。
碳纤维材料广泛应用于航空、汽车、建筑等领域，因其具有轻质、高强度、高刚度和耐高温等特点。
二、碳纤维的制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常见的碳纤维制备方法。
它的过程主要包括溶胶制备、凝胶形成和碳化等步骤。
首先，通过溶胶制备得到一种可渗透性的聚合物溶液。
然后，将聚合物溶液凝胶化，形成凝胶体。
最后，将凝胶体进行高温碳化，得到碳纤维材料。
2. 熔融纺丝法熔融纺丝法是另一种常用的碳纤维制备方法。
该方法主要基于聚丙烯、聚丙烯酰亚胺等高分子聚合物的熔融纺丝和拉伸加工。
首先，将高分子聚合物加热到熔融状态，然后通过纺丝和加热拉伸，使高分子聚合物纤维化。
最后，将纤维进行高温处理，使其转变为碳纤维。
三、碳纤维的性能研究1. 强度和刚度碳纤维的强度和刚度是其最重要的性能之一。
强度高意味着碳纤维可以承受更大的载荷，而刚度高意味着碳纤维在受力时不易发生变形。
研究表明，碳纤维的强度和刚度与其晶体结构、纤维取向以及碳化程度有关。
通过控制碳纤维的制备和热处理条件，可以调节其强度和刚度，以满足不同应用领域的需求。
2. 导热性能由于碳纤维由纯碳组成，具有优异的导热性能。
研究表明，碳纤维的导热性能与其结构、纤维取向和碳化程度密切相关。
通过改变碳纤维的制备条件，例如碳化温度和时间，可以调节其导热性能。
此外，通过在碳纤维制备过程中添加导热剂，也可以提高碳纤维的导热性能。
3. 耐腐蚀性碳纤维具有优异的耐腐蚀性能，可以在恶劣的环境下长期使用。
这主要是由于碳纤维的化学成分和结构决定了其对腐蚀介质的惰性。
通过调控碳纤维的碳化程度和表面涂层等方式，可以进一步提高其耐腐蚀性能。
四、碳纤维的应用前景碳纤维材料由于其卓越的性能，在航空、汽车、建筑等领域有着广泛的应用前景。
例如，在航空领域，碳纤维制成的航空零部件可以减轻飞机的重量，提高燃油效率。
碳纤维材料的制备技术和应用
碳纤维材料的制备技术和应用碳纤维，是指以高分子有机原料为原料制成的纤维，其经过碳化而得到的纯碳纤维。
与传统的金属材料相比，碳纤维材料具有更高的强度、更轻的质量和更好的耐腐蚀性能，因而在航空、航天、医疗、电子、汽车、建筑等领域得到了广泛的应用。
碳纤维材料的制备技术碳纤维的制备技术主要包括原始纤维制备、纤维预处理、纤维成形、高温碳化和表面处理等环节。
1、原始纤维制备碳纤维的制备以基材为原始材料，如人造丝、天然纤维和石墨纤维等。
其中人造纤维最常用的有聚丙烯、聚酯、聚腈、芳纶等。
2、纤维预处理纤维预处理是碳纤维制备的关键环节，包括纤维的表面增强处理、烘干、切断、解结和平整等操作。
3、纤维成形所谓纤维成形，就是将预处理好的纤维放入成形工具中进行方向控制，通过摆放方式使纤维在各个方向上均匀地分布，进而形成所需的厚度和形状。
4、高温碳化纤维生产中的关键环节是高温碳化，主要是使碳纤维的含碳量达到一定的标准，从而获得具有优质性能的碳纤维。
5、表面处理表面处理对于碳纤维材料的应用具有关键作用。
其中包括针划、完善表面强化处理、去除不良表面等，以增加碳纤维与其他材质的粘着力。
碳纤维材料的应用碳纤维材料广泛应用于航空、航天、汽车、建筑、电子等领域。
以下是碳纤维材料的应用领域和相关工程。
1、航空领域碳纤维材料是飞机结构轻量化的关键技术之一，也是当前航空领域发展的必然趋势。
目前，碳纤维材料在飞机结构中的应用已经广泛，例如翼型、方向舵等均采用碳纤维材料制成。
2、航天领域碳纤维材料是航天器设计中不可或缺的材料，因为碳纤维材料具有轻量化、高强度、高刚度、耐高温和耐腐蚀等优点，在航天器结构、热控材料和遥感器材料的设计中都得到了广泛的应用。
3、汽车领域碳纤维材料应用于汽车制造中，不仅可以大幅减轻汽车的自重，进而降低能耗和排放，而且还可以增加车辆的强度和刚度等性能，从而提升汽车的行驶安全性和使用寿命。
4、建筑领域在建筑领域，碳纤维材料既可以作为高强度的增强材料，用于钢筋混凝土构件的加固和修复，也可以作为轻质材料，制成轻质板材，用于建筑隔墙、隔音和隔热。
碳纤维冲击强度
碳纤维冲击强度
碳纤维是一种具有优异物理和化学性能的高分子材料，具有轻质、高强度、高刚度、高耐腐蚀性和良好的热稳定性等特点，在工程领域得到广泛应用。
其中，碳纤维的冲击强度是其应用中关键的性能指标之一。
碳纤维的冲击强度受到多种因素的影响，例如纤维本身的结构和质量、加工工艺、环境温度和湿度等。
一般来说，碳纤维的冲击强度与其纤维方向的方向性密切相关，垂直于纤维方向的冲击强度较低。
此外，碳纤维的冲击强度还受到纤维的断裂模式和断裂面积的影响，断裂面积越小则冲击强度越高。
为了提高碳纤维的冲击强度，可以采用多种方法，例如改善纤维的结构和取向、优化加工工艺、增加纤维的含量和使用防护层等。
此外，还可以通过合理设计结构和选择材料来降低冲击载荷，从而减小碳纤维的受力范围，提高其冲击强度。
总的来说，碳纤维的冲击强度是其应用中需要重视的一个性能指标，需要在设计和制造过程中加以考虑和优化，以确保其在实际使用中具有良好的性能表现。
- 1 -。
碳纤维成分
碳纤维成分随着科技的不断发展，人们对材料的要求也越来越高。
碳纤维作为一种新型材料，具有轻量化、高强度、高模量和耐腐蚀等特点，被广泛应用于航空、航天、汽车、体育器材、建筑等领域。
那么，碳纤维的成分是什么呢？碳纤维的主要成分是碳元素，一般含量在90%以上。
碳元素是一种非金属元素，具有很高的化学稳定性和耐高温性。
碳元素的原子结构特殊，其原子核周围只有4个电子，因此碳元素可以与其他元素形成很多的化合物，如碳化硅、碳化钨、碳化钼等。
碳元素的晶体结构也很特殊，可以形成多种形态的晶体，如石墨、金刚石、碳纤维等。
碳纤维的制备是通过碳化纤维前驱体来实现的。
碳化纤维前驱体一般是聚丙烯腈（PAN）、煤沥青和尼龙等高分子材料。
其中，PAN是最常用的碳化纤维前驱体，其主要成分为碳、氢和氮元素。
PAN经过拉伸、热处理等工艺，可以制备出高强度、高模量的碳纤维。
除了碳元素外，碳纤维中还含有少量的氧、氢、氮等元素。
这些元素主要来自于碳化纤维前驱体的残留物和制备工艺中的气体。
这些杂质元素的含量一般在0.1%以下，对碳纤维的性能影响很小。
除了碳纤维本身的成分外，碳纤维复合材料中还包含有其他材料，如树脂、金属、陶瓷等。
这些材料的选择和比例对于复合材料的性能有很大的影响。
树脂是最常用的复合材料基体材料，其可以提高碳纤维复合材料的韧性和耐冲击性。
金属和陶瓷等材料则可以提高复合材料的耐磨性和耐腐蚀性。
总的来说，碳纤维的成分主要是碳元素，其制备过程中还含有少量的杂质元素。
碳纤维复合材料中还包含有其他材料，如树脂、金属、陶瓷等。
这些材料的选择和比例对于复合材料的性能有很大的影响。
随着科技的不断发展，碳纤维复合材料的应用领域将会越来越广泛。
碳纤维是有机高分子材料吗
碳纤维是有机高分子材料吗碳纤维是一种以聚丙烯腈、煤焦油、聚酰胺等为原料，经过纺丝、凝固、炭化等工艺制成的纤维材料。
它具有重量轻、高强度、耐高温、耐腐蚀等优良性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
那么，碳纤维究竟是属于有机高分子材料呢？让我们来探讨一下。
首先，让我们来了解一下有机高分子材料的定义。
有机高分子材料是由含有大量碳元素的高分子化合物构成的材料，其分子结构中含有大量碳-碳键和碳-氢键。
这类材料通常具有良好的可塑性和可加工性，广泛应用于塑料、橡胶、纤维等领域。
回到碳纤维，它的主要成分是碳元素，而且其分子结构中主要是由碳-碳键构成。
因此，从化学成分上来看，碳纤维符合有机高分子材料的定义。
而且，碳纤维具有良好的可塑性和可加工性，可以根据需要进行纺织、复合等加工，这也符合有机高分子材料的特点。
除此之外，碳纤维还具有许多其他与有机高分子材料相似的性质。
比如，碳纤维具有较高的强度和模量，同时具有良好的耐腐蚀性和耐热性，这些性质也是许多有机高分子材料的特点。
然而，有机高分子材料通常是通过化学合成的方式制备而成，而碳纤维则是通过物理炭化的方式制备而成。
这也使得碳纤维在一些特性上与传统的有机高分子材料有所不同。
比如，碳纤维具有良好的导电性和热导率，这是传统有机高分子材料所不具备的。
综上所述，虽然碳纤维在化学合成的方式上与传统的有机高分子材料有所不同，但其主要成分和许多性质与有机高分子材料相似。
因此，可以说碳纤维是一种具有有机高分子材料特性的材料。
总的来说，碳纤维虽然在制备方式上与传统的有机高分子材料有所区别，但其化学成分和许多性质使得它具有了有机高分子材料的特点。
因此，我们可以将碳纤维归类为一种有机高分子材料。
希望本文能够对大家有所帮助，谢谢阅读！。
碳纤维
碳纤维碳纤维（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。
它是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“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。
它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备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。
碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维。
其中含碳量高于99%的称石墨纤维。
碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。
碳纤维各层面间的间距约为3.39到3.42A，各平行层面间的各个碳原子，排列不如石墨那样规整，层与层之间借范德华力连接在一起。
通常也把碳纤维的结构看成由两维有序的结晶和孔洞组成，其中孔洞的含量、大小和分布对碳纤维的性能影响较大。
当孔隙率低于某个临界值时，孔隙率对碳纤维复合材料的层间剪切强度、弯曲强度和拉伸强度无明显的影响。
有些研究指出，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%。
通过对碳纤维环氧树脂和碳纤维双马来亚胺树脂层压板的研究看出，当孔隙率超过0.9%时，层间剪切强度开始下降。
由试验得知，孔隙主要分布在纤维束之间和层间界面处。
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。
另外孔隙处是应力集中区，承载能力弱，当受力时，孔隙扩大形成长裂纹，从而遭到破坏。
即使两种具有相同孔隙率的层压板（在同一养护周期运用不同的预浸方法和制造方式），它们也表现处完全不同的力学行为。
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碳纤维的应力－应变 曲线是一条直线，纤维在 断裂前是弹性体，断裂是 瞬间开始和完成的。
碳纤维的力学性能除 取决于纤维的结构外，与 纤维的直径等有关。一般 作为结构材料用的碳纤维 直径为6μm～11μm。
几种纤维的应力-应变曲线比较图
2. 碳纤维的化学性能
与碳相似，除能被强氧化 剂氧化外，对一般的酸碱是 惰性的。空气中温度高于 400℃时，出现明显的氧化。 不接触空气或氧化气氛时， 碳纤维具有突出的耐热性。
为了满足国内市场对碳纤维不断增长的需求，应尽快实现我 国碳纤维工业的国产化和规模化。为此，必须加快技术创新，掌 握核心技术；加速原丝技术开发，研制高纯度原丝；强化应用研 究和市场开发，进一步扩大应用领域。碳纤维在我国大有发展前 途，但应总结涤纶等化纤发展的经验教训，避免盲目发展，实现 生产能力为原丝7100吨／年、 碳纤维1560吨／年，其中在建企业为4家，合计生产能力为原丝 1100吨／年、碳纤维470吨／年。
我国碳纤维复合材料的研制开始于20世纪70年代中期，经过 近40年的发展，已取得了长足进展，在航天主导产品(弹、箭、 星、船)上得到了广泛应用。近年来，我国体育休闲用品及压力容 器等领域对碳纤维的需求迅速增长，航空航天技术的快速发展急 需高性能碳纤维及其复合材料等，市场需求更加旺盛。
— —Carbon Fibre
由有机纤维或低分子烃气体原料在惰性气氛中 经高温(1500ºC)碳化、石墨化而成的纤维状碳
化合物，其碳含量在90%以上。
碳纤维不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软 可加工性，是新一代增强纤维。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23000~43000Mpa亦高于 钢。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。碳纤维的这些特点已预示了碳纤维在工程的广阔 应用前景 。
碳纤维可根据原丝的类型、碳纤维的性能、用途以 及纤维外观进行分类。
原丝类型
聚丙烯腈基碳纤维 粘胶基碳纤维
聚丙烯腈基碳纤维
沥青基碳纤维
木质素纤维基碳纤维
沥青基碳纤维布
其它有机纤维类（各种天然纤维， 再生纤维缩合多环芳香族等）
性能分类 功能分类
高性能碳纤维
高强度(HS)，超高强度(VHS)， 高模量(HM)，中模量（MM)
发展，台塑产量增加很快，但碳纤维质量的提高幅度并不大。
2、国产发展
我国对碳纤维的研究开始于20世纪60年代，80年代开始研究 高强型碳纤维。多年来进展缓慢，但也取得了一定成绩。进入21 世纪以来发展较快，安徽华皖碳纤维公司率先引进了500吨／年 原丝、200吨／年PAN基碳纤维(只有东丽碳纤维T300水平)，使 我国碳纤维工业进入了产业化。随后，一些厂家相继加入碳纤维 生产行列。据不完全统计，目前，我国已有12家生产规模大小不 一(5～800吨／年)的PAN基碳纤维生产厂家，合计生产能力为13 10吨／年，产品规格为1K、3K、6K、12K。但由于一些企业没 有原丝可烧，实际国内碳纤维的总产量不足40吨/年，而且产品质 量不太稳定，大多数达不到T300水平。可喜的是从2000年开始我 国碳纤维向技术多元化发展，放弃了原来的硝酸法原丝制造技术， 采用以二甲基亚砜为溶剂的一步法湿法纺丝技术获得成功。目前 利用自主技术研制的少数国产T300、T700碳纤维产品已经达到 国际同类产品水平。碳纤维生产线随着近年来我国对碳纤维的需 求量日益增长，碳纤维已被列为国家化纤行业重点扶持的新产品， 成为国内新材料行业研发的热点。据不完全统计，目前拟建和在
碳纤维还有良好的耐低 温性能，如在液氮温度下也 不脆化。还有耐油、抗放射、 抗辐射、吸收有毒气体和减 速中子等特性。
一些纤维或晶须、合金的温度与 强度的关系
碳纤维可加工成织物、毡、席、带、 纸及其他材料。传统使用中碳纤维除用 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。
★进行预氧化处理的原因：
PAN的Tg低于100℃，分解前会软化熔融，不能直接 在惰性气体中进行碳化。先在空气中进行预氧化处理，使 PAN的结构转化为稳定的梯形六元环结构，就不易熔融。 另外，当加热足够长的时间，将产生纤维吸氧作用，形成 PAN纤维分子间的化学键合。
三、石墨化
在2500℃～3000℃的温度下，密封装置，施加压力， 保护气体中进行。目的是使纤维中的结晶碳向石墨晶体取 向，使之与纤维轴方向的夹角进一步减小以提高碳纤维的 弹性模量。
石墨微晶
碳 纤 维 单 丝
1. 碳纤维的力学性能
研究表明，影响碳纤维弹性模量的直接因素是晶粒的取 向度，而热处理条件的张力是影响这种取向的主要因素。
碳纤维的强度(σ)、弹性模量(E)与材料的固有弹性模量 (E0)、纤维的轴向取向度(α)、结晶厚度(d)、碳化处理的反应 速度常数(K)之间的关系：
E E0(1)1
碳 纤 维 布
“碳纤维”表面 多彩最新无线鼠标
碳 纤 维 电 暖 器 碳纤维絮片
碳纤维胶
1、产业现状
目前世界碳纤维产量达到4万吨／年以上，全世界主要是日本 东丽、东邦人造丝和三菱人造丝三家公司以及美国的HEXCEL、 ZOLTEK、ALDILA三家公司，以及德国SGL西格里集团，韩国 泰光产业，我国台湾省的台塑集团，等少数单位掌握了碳纤维生 产的核心技术，并且有规模化大生产。目前在祖国大陆还没有一 个年产100t的规模化碳纤维工厂，大多还处于中试放大阶段。值 得一提的是我国台湾省的台塑集团，在80代年中期从美国Hitco 公司引进百吨级碳纤维生产线，经消化、吸收和配套后得到迅速
PAN
弹理
性温
模 量 的 关 系
度 与 强 度 和
纤 维 热 处
理想的石墨点阵结 构属六方晶系，真实 的碳纤维结构属于乱 层石墨结构。
石墨的六方晶体结构
碳 纤 维 最 基 本 的 结 构 单 元
石墨层片的缺陷及边缘碳原子
原纤维
碳 纤 维 的 三 级 结 构 单 元
碳 纤 维 的 二 级 结 构 单 元
宝马推出的首款碳纤维车身量产车
意大利法拉利跑车品牌，日前 与专业的William Optics光学 仪器制造商合作，推出的法拉
利品牌望远镜
碳 纤 维 多 轴 向 织 物
全碳纤维打造的杜卡迪摩托车
碳 纤 维 电 热 管
记忆碳纤维羽毛球拍
Memory- Graphite (记忆性碳纤维)是通过 对碳纤维成型树脂配方的优化改良，增强 碳纤维成型后的“韧度”性能，以使其在受 到外部冲击时能迅速缓冲压力并迅速还原 其形。据说，实验证明，记忆性碳纤维能 有效提高球拍25％的韧度（更耐用、更高 反弹）。
三向织物和多向织物
长 纤 维
碳纤维生产线
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、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PAN基碳纤维。
PAN原丝制备碳纤维的过程分为三个阶段：
一、预氧化
在 200℃～300℃的氧化气氛中，原丝受张力情况下进 行。
二、碳化
在400℃～1900℃的惰性气氛中进行，碳纤维生成的主 要阶段。除去大量的氮、氢、氧等非碳元素，改变了原PAN 纤维的结构，形成了碳纤维。碳化收率40％~45％，含碳量 95%左右。
低性能碳纤维
耐火纤维，碳质纤维，石墨纤维等
受力结构用碳纤维 耐焰碳纤维 活性碳纤维（吸附活性） 导电用碳纤维 润滑用碳纤维 耐磨用碳纤维
纤维外观
短纤维 短切碳纤维和碳毡
长纤维 碳纤维长度可达几千米
二（双）向织物
短纤维
布的叠层结构 将碳布折叠成一定的长、宽、高
的形状
扭绳或编织绳 将数束单丝纤维合并成小股， 以数股或数十股进行扭编或编织，可制成粗 细不等的圆形或方形绳。
在惰性气氛中将小分子有机物(如烃或 芳烃等）在高温下沉积成纤维。此法用于 制造晶须或短纤维，不能用于制造长纤维。
将有机纤维经过稳定化处理变成耐焰 纤维，然后再在惰性气氛中于高温下进行 焙烧碳化，使有机纤维失去部分碳和其他 非碳原子，形成以碳为主要成分的纤维状 物。此法用于制造连续长纤维。
目前来说，用量最大的是聚丙烯腈PAN基碳纤维，它是由 PNA原丝经一系列过程制备而成。