普通碳-石墨制品的脆性，是碳素材料的最大弱點(diǎn)。多年來(lái)人們?yōu)樘岣咛妓刂破房蓳闲院蜋C(jī)械強(qiáng)度，進(jìn)行了廣泛深入的研究。從20世紀(jì)60年代初期開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的碳纖維及其復(fù)合材料，由于具有很高的比強(qiáng)度、比剛度等優(yōu)異特性，在工程應(yīng)用上越來(lái)越受到重視。
 

（圖示：6K斜紋紅色碳纖維布）
 

　　碳纖維系采用天然纖維或人造纖維在一定條件下經(jīng)加工和碳化而成。如果用來(lái)制造復(fù)合材料，則碳纖維還要經(jīng)過(guò)一系列表面處理。由于聚丙烯腈合成纖維含碳量高，工業(yè)上普遍用它作原料。原料絲首先利用一般紡織機(jī)械將纖維絲束整成卷，或拉成無(wú)緯布。為了提高碳纖維的強(qiáng)度和彈性模量。常常在碳化之前先經(jīng)預(yù)氧化，預(yù)氧化是在預(yù)氧化爐中于210-230℃恒溫下進(jìn)行的。預(yù)氧化可以加速聚丙烯腈分子形成環(huán)鏈的芳香結(jié)構(gòu)，使分子間牢固地結(jié)合在一起。然后在非氧化性氣氛中于1000-1100℃的高溫下進(jìn)行碳化，如果最終希望得到石墨化纖維。則需進(jìn)一步在2500-3000℃下經(jīng)過(guò)石墨化處理。

 

　　碳纖維與普通碳-石墨制品一樣。具有優(yōu)良的耐熱和耐腐蝕性能，但導(dǎo)熱性卻保持了原料纖維的特點(diǎn)，比較低。因此，常將碳纖維織成碳布或碳?xì)钟米鞲袘?yīng)爐和電阻護(hù)的熱屏蔽材料。石墨化的纖維則有較高的導(dǎo)熱率，作為發(fā)熱元件可以在真空成惰性氣體護(hù)內(nèi)用到2500℃石墨化纖維編織成石墨紗經(jīng)聚四氟乙烯浸漬，用于輸送腐蝕性介質(zhì)的化工泵的填料密封，不僅有良好的密封性，且使用壽命長(zhǎng)。實(shí)際上，碳(石墨)纖維在工業(yè)上應(yīng)用更廣泛的是利用它們的高比強(qiáng)度和高比剛度(彈性模量/密度)的特性，制成各種復(fù)合材料的制品。

 

　　碳纖維復(fù)合材料有碳纖維/樹(shù)脂、碳纖維/金屬、碳纖維/碳等各種制品，其中以碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂的復(fù)合材料應(yīng)用最多。玻璃纖維的比強(qiáng)度與碳纖維差不多，但比剛度卻低很多，顯然，碳纖維/樹(shù)脂復(fù)合材料比玻璃鋼有更優(yōu)越的性能，目前碳纖維復(fù)合材料在 工業(yè)上已得到廣泛應(yīng)用。在汽車工業(yè)、原子能工業(yè)中亦逐步擴(kuò)大使用范圍。利用這種材料的高比強(qiáng)度、高比剛度和優(yōu)異的耐蝕性，用作化工機(jī)械的高速回轉(zhuǎn)件如離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓、泵的葉輪或壓力容器等無(wú)疑具有良好的應(yīng)用前景。