碳纖維是50年代初應火箭、宇航及航空等尖端科學技術的需要而產(chǎn)生的，現(xiàn)在還廣泛應用于體育器械、紡織、化工機械及醫(yī)學領域。隨著尖端技術對新材料技術性能的要求日益苛刻，促使科技工作者不斷努力提高。80年代初期，高性能及超高性能的碳纖維相繼出現(xiàn)，這在技術上是又一次飛躍，同時也標志著碳纖維的研究和生產(chǎn)已進入一個高級階段。
由碳纖維和環(huán)氧樹脂結合而成的復合材料，由于其比重小、剛性好和強度高而成為一種先進的航空航天材料。因為航天飛行器的重量每減少1公斤，就可使運載火箭減輕500公斤。所以，在航空航天工業(yè)中爭相采用先進復合材料。有一種垂直起落戰(zhàn)斗機，它所用的碳纖維復合材料已占全機重量的1/4，占機翼重量的1/3。據(jù)報道，美國航天飛機上3只火箭推進器的關鍵部件以及先進的MX導彈發(fā)射管等，都是用先進的碳纖維復合材料制成的。
現(xiàn)在的F1（世界一級方程錦標賽）賽車，車身大部分結構都用碳纖維材料。頂級跑車的一大賣點也是周身使用碳纖維，用以提高氣動性和結構強度
碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。傳統(tǒng)使用中碳纖維除用作絕熱保溫材料外，一般不單獨使用，多作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，構成復合材料。碳纖維增強的復合材料可用作飛機結構材料、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼、機動船、工業(yè)機器人、汽車板簧和驅動軸等。
優(yōu)勢
1、高強度（是鋼鐵的5倍）
2、出色的耐熱性(可以耐受2000℃以上的高溫)
3、出色的抗熱沖擊性
4、低熱膨脹系數(shù)(變形量小)
5、熱容量?。ü?jié)能）
6、比重小（鋼的1/5）
7、優(yōu)秀的抗腐蝕與輻射性能
碳纖維是由有機纖維或低分子烴氣體原料加熱至1500℃所形成的纖維狀碳材料，其碳含量在90%以上。早在1879年，Edison曾發(fā)明用碳纖維做電燈絲，但直到1950年美國才制成了具有一定機械性能的碳纖維，使碳纖維能夠作為復合材料的增強材料，開始了碳纖維發(fā)展的新階段，它具有高強度、高模量、耐高溫、耐磨、耐腐蝕、抗疲勞、抗蠕變、導電、導熱和遠紅外輻射等諸多優(yōu)異性能。它可以依復合材料形式減輕構件重量，從而提高構件的技術性能?，F(xiàn)已廣泛應用于航天航空、新型紡織機械、石油化工、醫(yī)藥器械、汽車、機械制造、建筑行業(yè)、文體用品、電信、電加熱等高新技術領域。它的廣泛應用將會極大的改變我們的生活方式和提高我們的生活質量。
用碳纖維復合的工程材料優(yōu)于金屬材料，其抗拉強度高于鋼材于3～4倍；鋼度高于2～3倍；耐疲勞性高于2倍；重量比鋼材輕3～4倍；熱膨脹小4～5倍。它的出現(xiàn)使纖維復合材料具有更廣闊的發(fā)展和應用前景。
3 PAN基碳纖維的應用碳纖維復合材料是為滿足航天、航空等軍事部門的需要而發(fā)展起來的新型材料，但因一般工業(yè)部門對產(chǎn)品的質量和可靠性要求不及上述部門嚴格，故開發(fā)應用的周期較短，推廣應用的很快。被廣泛應用于各種民用工業(yè)領域。碳纖維除用于高溫絕熱材料及除電刷子之外，一般并不單獨使用，常加入到樹脂（以環(huán)氧、酚醛為主）、金屬或陶瓷、碳、水泥等基體中，構成碳纖維增強復合材料，是一種極為有用的結構材料。它不僅質輕、耐高溫，而且有很高的抗拉強度和彈性模量
3.1 航空航天
碳纖維復合材料具有高比強度、高比剛度(比模量)、耐高溫、可設計性強等一系列獨特優(yōu)點，是導彈、運載火箭、人造衛(wèi)星、宇宙飛船、雷達[10]等結構上不可或缺的戰(zhàn)略材料。航空則以客機、直升機、軍用機為主要應用對象。
3.2 文體和醫(yī)療用品
文體休閑用品是碳纖維復合材料應用的重要領域，高爾夫球桿、網(wǎng)球拍和釣魚桿是三大支柱產(chǎn)品，其次是自行車、賽車、賽艇、弓箭、滑雪板、撐桿和樂器外殼等。醫(yī)療領域包括醫(yī)學上用的移植物、縫合線、假肢、人造骨骼、韌帶、關節(jié)以及x光透視機等。
3.3 一般工業(yè)
碳纖維復合材料在汽車工業(yè)用于汽車骨架、活塞、傳動軸、剎車裝置等；在能源領域應用于風力發(fā)電葉片、新型儲能電池、壓縮天然氣貯罐、采油平臺等；碳纖維因其質輕高強和極好的導電性及非磁性而在電子工業(yè)中用于制備電子儀器儀表、衛(wèi)星天線[11]、雷達等；碳纖維增強材料(CFRC)與鋼筋混凝土相比，抗張強度與抗彎強度高5-10倍，彎曲韌度和伸長應變能力高20~30倍，重量卻只有l(wèi)/2，已被廣泛應用于房屋、橋梁、隧道等基礎設施的混凝土結構增強工程中。
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