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,環氧樹脂建材是一種的力學性能優異的新材料。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碳纖維到2。0克每立方釐米,這除與原絲結構有關外,主要決定於炭化處理的溫度。一般經過高溫3000℃石墨化處理,密度可達2。0克每立方釐。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。

  碳纖維的熱膨脹系數與其它纖維不同,它有各向異性的特點。碳纖維的比熱容一般為7。12。熱導率隨溫度升高而下降平行於纖維方向是負值(0。72到0。90),而垂直於纖維方向是正值(32到22)。

  碳纖維的比電阻與纖維的類型有關,在25℃時,高模量為775,高強度碳纖維為每釐米1500。這使得碳纖維在所有高性能纖維中具有最高的比強度和比模量。

  同鈦、鋼、鋁等金屬材料相比,碳纖維在物理性能上具有強度大、模量高、密度低、線膨脹系數小等特點,可以稱為新材料之王。

  碳纖維除了具有一般碳素材料的特性外,其外形有顯著的各向異性柔軟,可加工成各種織物,又由於比重小, 沿纖維軸方向表現出很高的強度,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最高的。

  碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500兆帕以上,是鋼的7到9倍,抗拉彈性模量為230到430G帕亦高於鋼;因此CFRP的比強度即材料的強度與其密度之比可達到2000兆帕以上,而A3鋼的比強度僅為59兆帕左右,其比模量也比鋼高。

  與傳統的玻璃纖維相比,楊氏模量(指表征在彈性限度內物質材料抗拉或抗壓的物理量)是玻璃纖維的3倍多;與凱芙拉纖維相比,不僅楊氏模量是其的2倍左右。碳纖維環氧樹脂層壓板的試驗表明,隨著孔隙率的增加,強度和模量均下降。孔隙率對層間剪切強度、彎曲強度、彎曲模量的影響非常大;拉伸強度隨著孔隙率的增加下降的相對慢一些;拉伸模量受孔隙率影響較小。
 

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