随着科技的发展，复合材料成为材料界的新宠，首先问世的就是玻璃纤维与有机树脂复合而成的玻璃钢，随后这个大家族中也出现了碳纤维、陶瓷纤维、硼纤维增强复合材料。本文就来给大家介绍一下独树一帜的碳纤维复合材料。
什么是碳纤维复合材料
碳纤维是一种以碳元素为主组成的特种纤维，普通碳纤维含碳量在90%左右，石墨纤维含碳量则在95%以上。
碳在自然界以多种形式存在，如坚硬的金刚石和柔韧的木炭，碳纤维继承了这种优点，柔软但强度高。此外，它还具有耐高温、耐摩擦、耐化学腐蚀、耐疲劳等优点，可在各种环境中使用，使用寿命长。碳纤维复合材料是将碳纤维与树脂、陶瓷、塑料等制成，兼具两种材料的优点，可用于高科技领域。
在众多的碳纤维复合材料中，使用最多的是碳纤维增强树脂基复合材料，其成型方法可见一斑。
随着科技的不断进步，人们环保意识的不断增强，碳纤维复合材料这种符合环保需求、物美价廉的新型材料，成为当前很多领域的首选材料。那么，什么是碳纤维复合材料？它包括哪些内容？本文将对其进行详细介绍。
碳纤维复合材料用途
碳纤维增强塑料（CFRP）是以碳纤维为增强体，以树脂、陶瓷和金属件为基体复合材料制成的结构材料，是目前世界上最先进的复合材料之一，以其强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等各种优异性能，被广泛应用于航空航天、船舶、汽车制造、军工等领域。
碳纤维复合材料分类
（1）树脂基复合材料（CFRP）
树脂基复合材料（CFRP）可分为热固性树脂（TS）及热塑性树脂（TP），前者具有强度高、刚度大的特点；酚醛树脂基具有耐热性好的特点；后者的特点包括耐湿热性、韧性好、成型加工性优良。
由于上述特性，它们被用于宇宙飞行器和火箭喷管外表面的隔热层、航空航天结构材料、钓鱼竿、建筑加固材料等。
（2）碳/碳复合材料（C/C）
碳/碳复合材料（C/C）是由碳纤维及其制品（碳布等）增强的复合材料，具有密度小、耐烧蚀、抗热震、导热系数高、膨胀率低、摩擦磨损性能优良等特点，用于制造导弹弹头、固体火箭发动机喷管、航天飞机、飞机刹车盘、人造骨骼等。
（3）金属基复合材料（CFRM）
主要包括锕、铝、镍、铜等元素，具有比强度高、比模量高、疲劳强度优良等特点，应用于航空航天结构材料、汽车、铁路、机械等领域。
（4）陶瓷基复合材料（CFRC）
陶瓷基复合材料（CFRC）具有韧性提高、抗机械冲击/热冲击等特点，应用于高温发动机部件等领域。
（5）橡胶基复合材料（CFRR）
橡胶基复合材料（CFRR）具有提高热疲劳性能、延长使用寿命的特点，应用于管道、耐磨衬里、特殊密封件等领域。
目前碳纤维复合材料主要为树脂基复合材料（CFRP），占碳纤维复合材料整体市场份额的90%以上。碳碳复合材料也是碳纤维复合材料家族中的重要成员，凭借极强的耐温性能，被广泛应用于光伏热场组件、航空航天组件等领域。近年来，随着光伏行业的快速发展，带动碳碳复合材料需求激增。
碳纤维复合材料与常用材料性能对比
与其他材料相比，碳纤维复合材料的密度最小，高强度/高模量碳纤维复合材料的密度分别为1.5/1.6g/cm³，减重率达到55%-60%，同时碳纤维复合材料的强度/模量也高于大多数材料。
高强度/高模量碳纤维复合材料的拉伸强度分别为1400/1100Mpa，弹性模量分别为130/190Gpa（碳纤维复合材料的拉伸强度/弹性模量会比碳纤维碳丝小）。因此，在轻量化/高强度/高模量等应用领域，碳纤维复合材料具有明显的性能优势。随着碳纤维成本及价格的下降，碳纤维复合材料的应用领域有望迅速扩大。
