碳纤维为何有高的强度（碳纤维到底有多强）

碳纤维最有价值的特性是其强度，刚度和重量轻。碳纤维由“丝束”中非常细的结晶碳纤维丝制成，其中包含成千上万根单独的纤维丝。这些纱线状的线被编织成各种编织的布。当将碳纤维布层粘合在一起形成碳纤维板或片时，碳纤维层压板会非常坚固。那它有多强呢？

拉伸模量定义为“沿轴的应力（每单位面积的力）与沿轴的应变（变形与初始长度的比）之比。” 只要应力低于材料的拉伸强度，拉伸模量也可以称为材料的刚度，它可以预测材料的伸长或压缩。

碳纤维基于纤维的拉伸模量进行分类。度量单位是每平方英寸横截面积的力磅，缩写为psi（或ksi表示千psi，MSI表示百万psi）。碳纤维有五种分类：低模量，标准模量，中模量，高模量和超高模量。

层压碳纤维环氧片材或板的刚度和强度由以下因素决定：

• 碳纤维的材料特性
• 纤维的铺放时间表（纤维取向，编织类型和层压层的厚度）
• 纤维/树脂比

对于平衡的，对称的0/90度铺层计划，拉伸模量的一个很好的估计是10 MSi（70 GPA）。对于相同的铺层，抗张强度的好估计是87 KSI（600 MPA）。

相比之下，钢的拉伸模量约为29 MSI（200 GPa），拉伸强度为61 KSI（420 MPA）。铝的拉伸模量约为10 MSI（69 GPa），拉伸强度为40 KSI（276 MPA）

从下表中可以看出，碳纤维层压板具有最高的比抗张强度和最高的比刚度

超高模量碳纤维的硬度约为标准模量的3倍，但强度却不如标准模量。此外，与钢和铝相比，碳纤维具有出色的抗疲劳性能。同样，当与适当的树脂结合使用时，碳纤维是市场上最耐腐蚀的材料之一。

玻璃纤维和凯夫拉层压板的密度接近碳纤维。但是，碳纤维比玻璃纤维或凯夫拉更结实，更坚硬

将碳纤维的特性与其他材料进行比较并不总是那么容易。有多种测量强度的方法，这可能使进行客观比较变得困难。但是，严格地看一下特定的拉伸模量和特定的拉伸强度时，显而易见的是，强度并不是每个项目的头等大事。在为项目选择材料时，通常必须考虑诸如灵活性或制造要求之类的其他因素。当强度，刚度和重量至关重要时，碳纤维通常是最佳选择。

将碳纤维的特性与其他材料进行比较并不总是那么容易。有多种测量强度的方法，这使得我们很难进行客观比较。但是，当严格观察比拉伸模量和比拉伸强度时，选择是显而易见的。

实力并不是每个项目的重中之重。在为项目选择材料时，通常必须考虑诸如灵活性或制造要求之类的其他因素。当强度，刚度和重量至关重要时，碳纤维通常是最佳选择。