碳纖維有許多優異的性能,這是其它材料無法比擬的,它的密度小、質量輕、拉伸強度大、拉伸模量高、耐疲勞、耐磨損、抗蠕變、耐腐蝕、不生銹、生物相容性好、具有優異的減震性能。但它屬于脆性材料,拉伸強度受控于各類缺陷,下面就來詳細說一下。

(圖示:碳纖維板)
缺陷分為表面缺陷和內部缺陷。就缺陷來源,又可分為先天性缺陷和后天性缺陷。前者是由原絲“遺傳”下來的,后者則是在生產過程中產生的。在碳纖維的各類缺陷中,表面缺陷約占90%左右,是影響拉伸強度的主要因素之一。科學家們做過試驗,證明碳纖維拉伸強度不斷提高是因缺陷尺寸不斷減小的緣故。這也就是說,20世紀80年代,缺陷尺寸較大,是微米級,使纖維拉伸強度在4GPa以下,相當于當時產品T300和T400。20世紀80年代中、后期,缺陷尺寸已控制在亞微米級,碳纖維拉伸強度已提高到7GPa左右,出現了高強型碳纖維T700、T800和T1000。21世紀初到現在,人們仍在采取各種技術措施繼續減小缺陷尺寸,有望使碳纖維的拉伸強度提高到1OGPa左右。
目前,實驗室已研制出拉伸強度為9.03GPa的PAN纖維,要提高碳纖維拉伸強度的基本思路是降低各類缺陷的尺寸。經過科學家們不斷研究,相信過不了多久,這個問題就能得到徹底的解決。關于其它碳纖維常見的問題以及解決方法,可參看
《怎么降低碳纖維的缺點》。
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