碳纖維(carbon fiber,簡稱CF),是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內(nèi)剛”,質(zhì)量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一增強纖維。

物理性質(zhì)
碳纖維兼具碳材料強抗拉力和纖維柔軟可加工性兩大特征,是一種的力學(xué)性能優(yōu)異的新材料。碳纖維拉伸強度約為2到7GPa,拉伸模量約為200到700GPa。密度約為1.5到2.0克每立方厘米,這除與原絲結(jié)構(gòu)有關(guān)外,主要決定于炭化處理的溫度。一般經(jīng)過高溫3000℃石墨化處理,密度可達(dá)2.0克每立方厘。再加上它的重量很輕,它的比重比鋁還要輕,不到鋼的1/4,比強度是鐵的20倍。

土木建筑
土木建筑領(lǐng)域:碳纖維也應(yīng)用在工業(yè)與民用建筑物、鐵路公路橋梁、隧道、煙囪、塔結(jié)構(gòu)等的加固補強, 在鐵路建筑中,大型的頂部系統(tǒng)和隔音墻在未來會有很好的應(yīng)用,這些也將是碳纖維很有前景的應(yīng)用方面。具有密度小, 強度高, 耐久性好, 抗腐蝕能力強, 可耐酸、堿等化學(xué)品腐蝕, 柔韌性佳, 應(yīng)變能力強的特點。用碳纖維管制作的桁梁構(gòu)架屋頂, 比鋼材輕50%左右, 使大型結(jié)構(gòu)物達(dá)到了實用化的水平, 而且施工效率和抗震性能得到了大幅度提高。另外, 碳纖維做補強混凝土結(jié)構(gòu)時, 不需要增加螺栓和鉚釘固定, 對原混凝土結(jié)構(gòu)擾動較小, 施工工藝簡便。
