(1) 力学性能
碳纤维的结构取决于原丝结构与碳化工艺。用X射线、电子衍射和电子显微镜研究发现，真实的碳纤维结构并不是理想的碳纤维结构，而是乱层石墨结构。单晶石墨的理论强度和模量可达180GPa和1000GPa左右， 而碳纤维的实际强度和模量远远低于其理论值。纤维中的缺陷如结构不均、直径变异、微孔、裂缝或沟槽、杂质等是影响强度的因素。
(2)物理性质
碳纤维密度在1.5~2.0g/cm³之间，与原丝结构和碳化温度有关；膨胀系数有各向异性特点，平行于纤维方向为负值[(一0.72~-0.90)×10-6/℃]，垂直方向为正值[(22~32)×10-6/℃]；碳纤维的比热容为0.712kJ/(kg•K)；碳纤维在纤维方向上的热导率可以超过铜，最高可以达到700W/(m•K)。
(3)化学性能
碳纤维的化学性质与碳很相似。它除能被强氧化剂氧化以外，对一般酸碱多是惰性的。在不接触空气时，碳纤维在高于1500℃时强度才下降。另外，碳纤维还有很好的耐低温性能，还能耐油、抗放射、抗辐射、吸收有毒气体和减速中子等特性。
匿名回答于2024-06-07 11:44:38
碳纤维力学性能概括
碳纤维的化学性能表现
碳纤维是通过有机纤维材料高温碳化而形成的纤维状的碳素材料，1800℃的高温氧化处理，让它具备了极为稳定的化学性能。除了强氧化性酸等物质外，碳纤维在常温常压情况下，几乎为化学惰性，不与其他物质发生反应。
通过观察，科研人员发现碳纤维在250℃以下的环境中，几乎没有化学性状的改变，碳素材料几乎没有氧化的发生，也没有生产碳化物和层间化合物的情况。究其原因，是因为碳素材料具有气孔结构，在加热过程中容易产生吸附气体脱气的情况，利于稳定电气性能，适合应用于电热领域。
碳纤维的物理性能表现
1、热学性质：碳纤维材料因为晶体的高度各向异性，区别于一般的固体物质与温度的依存性。从工业应用角度来看，碳纤维材料的比热大体上是恒定的，即便形式和形状发生改变，而这种恒定却是固定的。
2、导热性质：碳纤维材料热传导不依赖电子，依靠晶格振动导热，不符合金属所遵循的维德曼-夫兰兹定律。根据研究发现，碳纤维材料的导热系数较高，可与黄铜媲美。
3、电学性质：碳素材料电学性质主要与石墨晶体的电子行为和不同的处理温度有关，石墨的电子能带结构和载流子的种类及其扩散机理决定了上述性质。碳素材料这类电学性质具有本征半导体所具备的特征，电阻率变化主要与载流子的数量的变化有关。
碳纤维的性能指标
碳纤维的力学性能分为普通级和高性能级，具体性能指标如下：
1、普通级的性能：拉伸强度≥3.0Gpa；拉伸模量≥230Gpa。
2、高性能级的性能：拉伸强度≥4.0Gpa；拉伸模量≥390Gpa。
碳纤维的力学性能较为突出，所以在新材料的研究和应用上备受关注，但是想要将碳纤维的性能完全开发还需要走很长的路。碳纤维复合材料的性能还受到树脂基体的影响，因此光研究碳纤维还不够。
匿名回答于2024-05-21 18:24:33
材料的拉伸强度是代表其力学性能的指标之一，一般包括拉伸模量、抗拉强度、泊松比等参数。以常见的2A12铝合金与T300强度的碳纤维材料为例，2A12铝合金的拉伸模量、抗拉强度、泊松比分别为72GPa、420MPa、0.33，而T300强度的碳纤维的拉伸模量、抗拉强度、泊松比分别是230GPa、3500MPa、0.28。很明显的可以看出，碳纤维复合材料的拉伸强度比铝合金的要高。
匿名回答于2024-05-23 15:11:16
