碳纤维是一种含碳量高于90%的高强度、高模量的无机纤维材料，它是由有机纤维（通常是聚丙烯腈）经过纺丝、预氧化、碳化、石墨化等工序制成的。碳纤维的直径约为5-10微米，呈丝状或细丝束状，具有石墨结构。

碳纤维是一种含碳量高于90%的高强度、高模量的无机纤维材料，它是由有机纤维（通常是聚丙烯腈）经过纺丝、预氧化、碳化、石墨化等工序制成的。碳纤维的直径约为5-10微米，呈丝状或细丝束状，具有石墨结构。

 

碳纤维的优点主要有以下几个方面：

 

- **高强度**：碳纤维的强度可达3.5-7.0 GPa，比钢铁高约7-9倍。

- **低密度**：碳纤维的密度约为1.8 g/cm3，比金属铝轻约70%。

- **高模量**：碳纤维的模量可达230-430 GPa，比钢铁高约5-10倍。

- **耐高温**：碳纤维在空气中可耐温达400-500℃，在惰性气体中可耐温达2000-3000℃。

- **耐化学性**：碳纤维对酸、碱、盐等化学物质具有很好的耐腐蚀性能。

- **低热膨胀**：碳纤维的热膨胀系数约为0.1-0.8×10^-6/℃，比钢铁低约10倍。

- **低导电性**：碳纤维的电导率约为10^-3-10^-4 S/cm，比金属低约1000倍。

 

碳纤维的缺点主要有以下几个方面：

 

成本高：碳纤维的生产工艺复杂，需要高温、高压、惰性气体等条件，导致其价格昂贵。

不易成型：碳纤维通常需要与树脂等基体复合，通过模压、缠绕、注射等方式制成复合材料，这些过程需要专业的设备和技术，难以实现大规模量产。

易损坏：碳纤维表面具有多孔结构，在受到冲击或切割时容易断裂或开裂，影响其强度和稳定性。

难以回收：碳纤维复合材料由于含有树脂等基体，难以分离和再利用，造成资源浪费和环境污染。