碳纤维的出现刷新了材料史，也刷新了工业制造史，碳纤维是继玻璃纤维之后的又一个重要发现。它的高轻度、高模量、耐高温、耐疲劳、导电性、透光性和可加工性，让它成为了科技界的宠儿。如今碳纤维的研究一直在进行，碳纤维复合材料已经在很多领域得到了应用。
 
碳纤维原丝
 
碳纤维诞生于50年代初，经过30年的研究，在80年代，各种高性能的碳纤维相继出现，让科学技术的发展得到了新的一次飞跃。
 
碳纤维复合材料的性能研究
 
碳纤维是由碳元素组成的一种特殊纤维，它是由热稳定的氧化，碳化和石墨化过程制成，其碳含量高且在热处理过程中不会熔融。
 
1、碳纤维的物理性质
 
A、热性质：由于石墨晶体的高各向异性，碳材料具有高度的各向异性，这不同于一般固体材料和温度的依赖性。从工业应用的角度来看，碳材料的比热通常是恒定的。几乎与石墨化程度和碳材料类型无关。
 
B、导热性：碳材料的导热机理不取决于电子，而是取决于晶格的振动和导热。因此，维德曼·弗朗兹定律不符合金属。根据相关资料，普通碳材料的导热系数非常高，平行于晶粒方向的导热系数可与黄铜媲美。
 
C、电性能：碳材料的电性能主要与石墨晶体的电子行为和不同的加工温度有关。石墨的电子能带结构和载体的类型及其扩散机理决定了上述性能。碳材料的电特性具有本征半导体的特性。电阻率的变化主要与载流子的数量有关。
 
2、碳纤维的化学性质
 
首先碳纤维是纤维状碳材料，是碳材料的最早特征之一，除了强氧化性酸和其他特殊物质外，碳纤维在正常大气温度和压力下是呈化学惰性的，通常认为在地域250°的范围内，碳纤维几乎没有化学变化。这种变化可以是氧化，或者形成碳化物和层间化合物。
 
另外由于碳材料具有孔结构，因此孔隙率约为25％，在加热过程中容易产生气体脱气。该过程更有利于电性能的稳定性以及在电加热领域的应用。
 
碳纤维复合材料的实际应用
 
说完了碳纤维的稳定性能，再来看看现在大热的碳纤维复合材料。目前市面上绝大部分的碳纤维复合材料可以归类为热固性碳纤维复材，通常是碳纤维和环氧树脂等基本的融合，再通过特殊的加工工艺定型。
 
延续了碳纤维的性能表现，碳纤维复合材料同样具备高轻度、高模量、耐高温、耐疲劳、导电性、透光性和可加工性等特点，另外碳纤维复合材料与同样体积的金属材料想必，重量更轻，是理想的工业材料。
 
1、工业用抗热和结构材料，如喷嘴，鼻锥，大面积的隔热层；天线，太阳能翼板地板；机翼前部和舱口等部分 哈伯特太空望远镜测量架，太阳能电池板和无线电天线。
 
2、工业使用主要的轴承结构材料，例如主翼，尾翼和机身；副轴承组件，例如方向舵，起落架，副翼，扰流板，机舱，整流罩和座板以及c / c制动盘。
 
3、运输用作汽车的传动轴，板簧，车架和制动块；造船和海洋工程用于制造渔船和鱼类。
 
无锡智上解析：碳纤维复合材料的应用可远不止以上的这些，随着碳纤维原丝与热塑性树脂基体研究的日益深入，像聚醚醚酮（PEEK）、聚苯硫醚（PPS）、热塑性聚酰亚胺（TPI）等高性能树脂相继证明可提升碳纤维复合材料的各项性能，更多的应用领域正在等待开发。