碳纤维的分类和力学性能

在1959年，Shindo A先生首次成功发明了利用聚丙烯腈（PAN）纤维制造碳纤维的方法。这一创新技术逐步发展成为一种独特且完整的新型工业体系，被誉为材料性能的巅峰，成为了21世纪的重要革命。美国方面提出的21世纪具有革命性的材料技术共12项，其中，“新一代碳纤维、纳米碳管”位于第四的位置，显示了其在材料科技领域的重要地位。

碳纤维是一种由碳元素构成的高科技纤维，其分子结构位于石墨和金刚石之间，含碳量超过90%。除了具有高强度和高刚度外，它还具有其他出色的特性，如耐高温、摩擦不易着火、良好的导电性和导热性、以及膨胀系数小等。碳纤维的优秀综合性能使其在与其他材料如树脂、金属和陶瓷结合后，形成的碳纤维复合材料更具有优越性，如高强度、高弹性模量、耐疲劳、导热和导电等。这种材料在现代工业制造中应用非常广泛，前景广阔。

① 超高模量（UHM）碳纤维； 

② 高模量（HM）碳纤维； 

③ 超高强度（UHS）碳纤维;

④ 高强度（ HS）碳纤维。

PAN 碳纤维、沥青碳纤维和人造丝碳纤维。均由原料纤维高温碳化成，成分基本都是碳元素，其主要性能见上表，目前结构复合材料中大多数使用 PAN碳纤维。