無機纖維材料
碳纖維是一種含碳量在90%以上的高強度、高模量的無機纖維材料,它的密度低、重量輕,同時具有高比強度和高比剛度等優越的力學性能。
碳纖維的主要成分是碳,其內部結構由層狀的碳片狀晶體(石墨烯)構成,這些石墨烯層面內的碳原子呈六角形排列,與石墨的結構相似,但層與層之間的連結不規則,這增強了材料的強度。碳纖維的生產過程通常涉及聚丙烯腈(PAN)、瀝青或粘膠等有機母體纖維在高溫環境下裂解碳化,這一過程去除了除碳以外的絕大多數元素。
碳纖維的工業應用廣泛,特別是在航空航天、海洋工程、新能源裝備、工程機械、交通設施等領域。它也用於軍事和民用工業,被視爲高科技領域中新型工業材料的典型代表。此外,碳纖維可以作爲增強材料與樹脂、金屬、陶瓷及炭等複合,製造先進複合材料。