碳纤维特点及性质
碳纤维(wei)呈黑色，坚硬，具有强(qiang)度(du)(du)高(gao)(gao)、重(zhong)量(liang)(liang)轻等特(te)点，是一种力学(xue)性能(neng)优异的(de)(de)(de)(de)(de)新材(cai)料(liao)(liao)，它的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)重(zhong)不到钢(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)1/4，碳纤维(wei)树脂复(fu)(fu)合材(cai)料(liao)(liao)抗拉强(qiang)度(du)(du)一般(ban)都在35000MPa以上(shang)(shang)(shang)，是钢(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)7.9倍(bei)，抗拉弹性模量(liang)(liang)为230000MPa～430000MPa，高(gao)(gao)于(yu)钢(gang)(gang)(gang)。因此CFRP的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)强(qiang)度(du)(du)，即材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)强(qiang)度(du)(du)与其密(mi)度(du)(du)之比(bi)(bi)可达(da)到20000MPa/(g/cm3)以上(shang)(shang)(shang)，而A3钢(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)强(qiang)度(du)(du)仅(jin)为590MPa/(g/cm3)左右(you)，其比(bi)(bi)模量(liang)(liang)也比(bi)(bi)钢(gang)(gang)(gang)高(gao)(gao)。材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)强(qiang)度(du)(du)愈(yu)高(gao)(gao)，构件自重(zhong)愈(yu)小；比(bi)(bi)模量(liang)(liang)愈(yu)高(gao)(gao)，构件的(de)(de)(de)(de)(de)刚度(du)(du)愈(yu)大。从这个意义上(shang)(shang)(shang)已预示了碳纤维(wei)在工程上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)广阔应(ying)用前景。纵观(guan)多种新兴(xing)复(fu)(fu)合材(cai)料(liao)(liao)，如高(gao)(gao)分子复(fu)(fu)合材(cai)料(liao)(liao)、金属基复(fu)(fu)合材(cai)料(liao)(liao)、陶(tao)瓷基复(fu)(fu)合材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)优异性能(neng)，众多专家预料(liao)(liao)，人类在材(cai)料(liao)(liao)应(ying)用上(shang)(shang)(shang)正从钢(gang)(gang)(gang)铁时代进入到一个复(fu)(fu)合材(cai)料(liao)(liao)广泛应(ying)用的(de)(de)(de)(de)(de)时代。
PAN碳(tan)纤维(wei)(wei)及其(qi)复合材料具有以下特征（其(qi)中(zhong)括号内为碳(tan)纤维(wei)(wei)的纤维(wei)(wei)轴(zhou)方向(xiang)的特征）：（1）机(ji)械特性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，与金属相(xiang)比，密(mi)度(du)(du)小，质轻；模量高(gao)(gao)，高(gao)(gao)刚性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)；强度(du)(du)高(gao)(gao)；疲劳强度(du)(du)高(gao)(gao)；耐磨耗性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、润(run)滑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)优良(liang)(liang)；振动衰减性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)优良(liang)(liang)；（2）耐热性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、安定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，热膨胀系数小，尺寸稳定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)好；具有导(dao)热性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)；在惰(duo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)气体(ti)中(zhong)耐热性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)优良(liang)(liang)；（3）电传导(dao)及电磁波屏蔽性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，具有导(dao)电性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)；具有电磁波屏蔽性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)；（4）X射线透(tou)过性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)优良(liang)(liang)；属多种导(dao)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)材料，针对其(qi)目的可设计出适当的结(jie)构(gou)体(ti)。
2007年，日(ri)本主(zhu)要(yao)碳纤(xian)维生产(chan)(chan)商东丽公(gong)司与日(ri)产(chan)(chan)汽车(che)(che)等企业联手开发出了使用碳纤(xian)维的(de)(de)尖端材料，可大(da)幅减轻汽车(che)(che)主(zhu)要(yao)部(bu)件，如底盘的(de)(de)重量。新技术(shu)(shu)可使汽车(che)(che)整体重量减轻1成，提高燃效性能4%～5%。另(ling)外(wai)，耐冲(chong)击性可达(da)到原来(lai)的(de)(de)1.5倍。这(zhei)些厂(chang)家(jia)计划3年后在市(shi)售车(che)(che)上应用此新技术(shu)(shu)。在全(quan)球为(wei)减排温(wen)室气体而(er)强化(hua)燃效规(gui)定(ding)的(de)(de)背景下，这(zhei)一新技术(shu)(shu)有望加快以钢(gang)铁为(wei)主(zhu)的(de)(de)汽车(che)(che)原材料的(de)(de)转(zhuan)变。
底(di)(di)盘(pan)(pan)是(shi)汽车底(di)(di)部的骨架，是(shi)与(yu)(yu)发(fa)(fa)动机等(deng)同等(deng)重(zhong)要的基础部件。此(ci)前，曾在将(jiang)发(fa)(fa)动机的动力(li)(li)传(chuan)导给车轮的传(chuan)动轴上采(cai)用(yong)过碳(tan)(tan)(tan)纤(xian)维(wei)。如果(guo)新技(ji)术(shu)达(da)到实用(yong)水(shui)平，则是(shi)首(shou)次在汽车主(zhu)要部件上采(cai)用(yong)碳(tan)(tan)(tan)纤(xian)维(wei)。以(yi)高(gao)级乘用(yong)车为例，目前的钢铁(tie)底(di)(di)盘(pan)(pan)重(zhong)量(liang)约达(da)300kg，如果(guo)改用(yong)碳(tan)(tan)(tan)纤(xian)维(wei)与(yu)(yu)树(shu)脂(zhi)合成的碳(tan)(tan)(tan)纤(xian)维(wei)强化塑料(liao)，则可降低到150kg左右(you)(you)，1.5t左右(you)(you)的汽车总重(zhong)量(liang)由此(ci)可减轻(qing)1成。另(ling)外，在发(fa)(fa)生(sheng)碰(peng)撞(zhuang)(zhuang)事故时，底(di)(di)盘(pan)(pan)会发(fa)(fa)生(sheng)变形，从而(er)吸收冲(chong)(chong)击(ji)(ji)力(li)(li)。假定在时速60km下发(fa)(fa)生(sheng)碰(peng)撞(zhuang)(zhuang)事故，底(di)(di)盘(pan)(pan)的能(neng)量(liang)吸收量(liang)可提高(gao)到1.5倍，从而(er)可减轻(qing)人体所(suo)受的冲(chong)(chong)击(ji)(ji)。
